Ozon
Was ist Ozon?
Ozon hat die chemische Bezeichnung O3. Dahinter steckt ein dreiatomiges Sauerstoffmolekül. Als Ozonschicht tritt das Gas in der Stratosphäre auf, das ist die Luftschicht in rund 20 bis 35 Kilometern Höhe, die sich an die erdnahe Troposphäre, in der das Wetter stattfindet, anschließt. Ozon entsteht, wenn sehr energiereiche, kurzwellige UV-Strahlung auf Sauerstoffmoleküle (O2) trifft.
Das Ozonloch über der Arktis im Jahr 2002
Ein Stoff mit unterschiedlichen Gesichtern
In der Atmosphäre ist Ozon unterschiedlich verteilt und spielt somit im Klimakreislauf verschiedene Rollen. In der Stratosphäre sorgt das Gas dafür, dass ein Großteil der ultravioletten Strahlung der Sonne absorbiert wird. Hierdurch nimmt Ozon eine Schutzfunktion wahr: Die UV-B-Strahlung kann Zellen von Pflanzen und Tieren zerstören und bei Menschen Schäden wie Hautkrebs verursachen. Hier ist das Ozon also durchaus erwünscht. Doch die schützende Ozonschicht in der Stratosphäre ist vor allem durch Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) bedroht. Das Chlor greift die Ozonmoleküle an und zerstört sie: Ein Chloratom kann bis zu 100.000 Ozonmoleküle zerstören.
In der tiefer liegenden Troposphäre wird Ozon aber auch als Klimagas wirksam und trägt zum anthropogenen Treibhauseffekt bei: Es ist ungleichmäßig über den Globus verteilt und entsteht aus sogenannten Vorläufergasen - das sind vor allem Stickoxide und Kohlenmonoxid, die bei Verbrennungsprozessen entstehen. Seit Beginn des Industriezeitalters hat sich Ozon nach Kohlendioxid und Methan zum drittwichtigsten Klimagas entwickelt.
Zusätzlich wirksam wird das Gas in Bodennähe, wo es durch Abgase aus dem Autoverkehr und Emissionen der Industrie vor allem in Ballungsgebieten entsteht. Auch hier verstärkt es den Treibhauseffekt und kann als Sommersmog in besonders hoher Konzentration zur Reizung der Atmungsorgane und der Augen führen.
Das Ozonloch über der Antarktis war zeitweise größer als die USA
Das Ozonloch
Wenn die Ozonschicht auf mehr als die Hälfte ihrer Dicke reduziert ist, spricht man von einem Ozonloch. Da sich FCKW und andere ozonabbauende Substanzen über die ganze Welt verteilen, sind fast alle Gebiete der Erde betroffen. Das erste “Loch“ in der Ozonschicht entdeckten britische Forscher jedoch Ende der 1960er Jahre über der Antarktis. Der Grund: In der Kälte des antarktischen Winters sammeln sich die schädlichen Treibhausgase auf den Eiskristallen in der Stratosphäre. Im antarktischen Frühjahr tauen die Kristalle unter Sonneneinstrahlung auf, die Treibhausgase werden nach und nach freigesetzt. In dieser Zeit wird ein großer Teil des Ozons abgebaut. Inzwischen beobachten Forscher ein Ozonloch auch über der Arktis, jedoch ist es weniger stark ausgeprägt und unterliegt stärkeren Schwankungen.
Als Folge des Ozonlochs stieg die Gefahr, in den betroffenen Gebieten auf der Südhalbkugel an Hautkrebs zu erkranken, stark an. Betroffen sind vor allem die Menschen in Australien und Neuseeland.
Schutzmaßnahmen
Mit der Unterzeichnung des Montreal-Protokolls 1987 wurde der Beginn des internationalen FCKW-Verbots eingeleitet. Verwendet wurden FCKW vor allem als Treibgase in Spraydosen, als Kältemittel in Kühlschränken und Klimaanlagen sowie als Lösungsmittel. 195 Staaten haben das Montreal-Protokoll inzwischen ratifiziert, der FCKW-Einsatz weltweit ging laut Bundesumweltministerium um rund 95 Prozent zurück, in Deutschland sogar um 98 Prozent.
Inzwischen sind die Erfolge des FCKW-Verbots deutlich messbar und der Chlorgehalt in der Stratosphäre nimmt ab. Zwischen 1996 und 2002 ist die Zerstörung der Ozonschicht Messungen zufolge nicht weiter vorangeschritten. 2006 dann der Schock: Das Ozonloch erreichte eine Rekordgröße über der Antarktis. Diese basierte jedoch auf relativ normalen Schwankungen der Höhentemperatur. Auch 2008 war das Loch fast so groß wie im Rekordjahr 2006. Insgesamt bleiben die Experten aber optimistisch, auch wenn sie Zahlen relativieren müssen: Ursprünglich hatten viele von ihnen prognostiziert, dass es noch bis Mitte dieses Jahrhunderts dauern werde, bis sich die Ozonwerte in der Stratosphäre wieder stabilisieren können. Der Klimawandel werde die Erholung der Ozonschicht aber vermutlich hinauszögern, sagte die Weltorganisation für Meteorologie (WMO).
Forschungserfolg
Drei Wissenschaftler haben sich um die Erforschung der chemischen Prozesse bei Bildung und Abbau des Ozons besonders verdient gemacht: Für das Verständnis darüber, wie empfindlich die Ozonschicht als “Achillesferse der Menschheit“ reagiert, ehrte das Stockholmer Komitee Paul Crutzen, Mario Molina und Sherwood Rowland 1995 mit dem Nobelpreis für Chemie.
Annika Franck, Stand vom 07.10.2011
