Lớp ozôn là gì?

Tầng ôzôn hoặc lớp ôzôn là một lớp khí quyển trên bề mặt Trái Đất có tập trung hàm lượng ôzôn cao. Theo Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO), lớp ôzôn ở tầng bình lưu bảo vệ Trái Đất chống các tia cực tím của Mặt Trời phải mất lâu hơn 5 đến 15 năm so với dự báo mới có thể phục hồi hoàn toàn.


Trái đất (EARTH) và tầng Ôzôn

Cơ quan thuộc Liên hiệp quốc này vừa công bố một đánh giá mới 4 năm sau đánh giá trước cho thấy thời gian phục hồi của lớp ôzôn bị phá hủy sẽ kéo dài lâu.

Ở vùng Nam cực, lớp ôzôn sẽ không thể phục hồi trước năm 2001, thay vì trước năm 2002. Các điều kiện khí tượng và áp suất ở Nam cực kết hợp với tốc độ giảm chậm của các lượng khí thải phá hủy lớp ôzôn là nguyên nhân của sự chậm trễ này.

Ở các vĩ độ trung bình của Trái Đất, phải chờ đến năm 2049, tức hơn 5 năm sau, thì lớp ôzôn ở tầng bình lưu mới có thể phục hồi. Nguyên nhân là do sự tăng cao hàm lượng khí CFC-11 và CFC-12 có mặt trong các thiết bị làm lạnh hiện nay.

Tuy nhiên, WMO ghi nhận rằng Nghị định thư Montreal đã làm tác động giảm lượng khí thải độc hại phá hủy tầng ôzôn. Sau khi đạt đến mức tối đa từ năm 1992 đến năm 1994, lượng khí này đã giảm trong tầng bình lưu.

WMO nhấn mạnh rằng lớp ôzôn sẽ được phục hồi sớm hơn 15 năm nếu tất cả các tác nhân phá hủy bị loại bỏ vào cuối năm 2006. Trong một số trường hợp, như chất metyl bromua, một số quốc gia còn yêu cầu được sử dụng chất này, do đó rất khó loại bỏ tất cả các chất độc hại đối với ôzôn.

Sự suy giảm Ôzôn
Sự suy giảm tầng ozon là hiện tượng giảm lượng ôzôn trong tầng bình lưu. Từ năm 1979 cho đến năm 1990 lượng ozon trong tầng bình lưu đã suy giảm vào khoảng 5%. Vì lớp ôzôn ngăn cản phần lớn các tia cực tím có hại không cho xuyên qua bầu khí quyển Trái Đất, sự suy giảm ôzôn đang được quan sát thấy và các dự đoán suy giảm trong tương lai đã trở thành một mối quan tâm toàn cầu, dẫn đến việc công nhận Nghị định thư Montreal hạn chế và cuối cùng chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng và sản xuất các hợp chất cacbon của clo và flo (CFC - chlorofluorocacbons) cũng như các chất hóa học gây suy giảm tầng ôzôn khác như tetraclorit cácbon, các hợp chất của brôm (halon) và methylchloroform.


Hình chụp lỗ thủng ôzôn lớn nhất ở Nam Cực từ trước đến nay vào tháng 9 năm 2000.

Sự suy giảm ôzôn thay đổi tùy theo vùng địa lý và tùy theo mùa. Lỗ thủng ôzôn dùng để chỉ sự suy giảm ôzôn nhất thời hằng năm ở hai cực Trái Đất, những nơi mà ôzôn bị suy giảm vào mùa Xuân (cho đến 70% ở 25 triệu km2 của Nam Cực và cho đến 30% ở Bắc Cực) và được tái tạo trở lại vào mùa hè. Nồng độ clo tăng cao trong tầng bình lưu, xuất phát khi các khí CFC và các khí khác do loài người sản xuất ra bị phân hủy, chính là nguyên nhân gây ra sự suy giảm này.

Trong các thảo luận chính trị công khai "suy giảm tầng ôzôn" đồng nghĩa với lý thuyết cho rằng xu hướng suy giảm ôzôn toàn cầu, được gây ra vì thải các khí CFC, sẽ tạo điều kiện cho các bức xạ cực tím đến mặt đất nhiều hơn.

Cường độ gia tăng của các bức xạ cực tím đang được nghi ngờ chính là nguyên nhân gây ra nhiều hậu quả trong sinh học, thí dụ như gia tăng các khối u ác tính, tiêu hủy các sinh vật phù du trong tầng có ánh sáng của biển.

Lịch sử nghiên cứu
Năm 1970 giáo sư Paul Crutzen chỉ ra khả năng các ôxít của nitơ từ phân bón và máy bay siêu thanh có thể làm thâm thủng tầng ôzôn.

Năm 1974 Frank Sherwood Rowland và Mario J. Molina nhận biết các CFC, giống như các khí khác, là chất xúc tác có hiệu quả cao khi phá vỡ các phân tử ôzôn.

James Lovelock (tác giả nổi tiếng của giả thuyết Gaia), trong chuyến đi biển Nam Đại Tây Dương vào năm 1971, khám phá rằng phần lớn các thành phần của CFC từ khi phát minh ra chúng vào năm 1930 vẫn còn tồn tại trong bầu khí quyển.

Crutzen, Rowland và Molina nhận giải thưởng Nobel về Hóa học năm 1995 cho những công trình của mình. Dựa trên các công trình của họ, các nhà khoa học dự tính nếu lượng sản xuất CFC tiếp tục tăng hằng năm 10% cho đến năm 1990 và sau đó không đổi, các khí CFC sẽ làm giảm 5% đến 10% lượng ôzôn toàn cầu vào năm 1995 và 30% đến 50% vào năm 2050.

Mặc dù vậy, lỗ thủng ôzôn ở Nam Cực với 91 đơn vị Dobson do Farman, Gardiner và Shanklin khám phá (đăng trên báo Nature vào tháng 5 năm 1985) vẫn là một sự kiện ngạc nhiên. Trong tầng bình lưu giá lạnh ở Nam Cực các phản ứng hóa học trong các đám mây tầng bình lưu ở địa cực gây nên sự thâm thủng nhanh hơn dự đoán, gây sự chú ý của toàn cầu.

Cùng thời gian đó, đo đạc từ vệ tinh nhân tạo cho thấy ôzôn bị thâm thủng nặng ở Nam Cực. Mặc dù vậy, các dữ kiện này đầu tiên bị coi là vô lý và bị bác bỏ bởi các thuật toán kiểm tra chất lượng dữ kiện (chúng bị xem là lỗi và bị sàng lọc ra vì các trị nhỏ ngoài dự đoán); lỗ thủng ôzôn chỉ được khám phá qua các dữ liệu của vệ tinh khi các dữ liệu thô được xử lý lại sau khi lỗ thủng ôzôn được chứnh minh qua quan sát tại chỗ.

Thâm thủng ôzôn được quan sát thấy trên toàn cầu nhưng nhiều nhất là ở các vĩ độ cao (tức là gần các địa cực). Thí dụ được biết đến nhiều nhất là lớp ôzôn ở Nam Cực bị mỏng đi hằng năm vào mùa xuân ở địa cực.

Từ năm 1981 UNEP bảo trợ cho một loạt các báo cáo về đánh giá khoa học sự thâm thủng ôzôn. Bản mới nhất là của năm 2002.

Lớp ôzôn là một lớp khí quyển trên bề mặt Trái Đất có tập trung hàm lượng ôzôn cao. Theo Tổ chức Khí tượng thế giới, lớp ôzôn ở tầng bình lưu bảo vệ Trái Đất chống các tia cực tím của Mặt Trời phải mất lâu hơn 5 đến 15 năm so với dự báo mới có thể phục hồi hoàn toàn.