Distruzione dell'ozono stratosferico

La presenza dei vari inquinanti prodotti dall’uomo ha profondamente alterato i naturali meccanismi di formazione e degrazione dell’ozono stratosferico. I composti ODS nell’alta atmosfera causano infatti una lenta ma graduale degradazione dell’ozono, in modo particolarmente vistoso nell’area sopra l’Antartide. In questa zona durante l’inverno australe (in Maggio-Giugno) il Polo Sud si trova completamente immerso nelle tenebre. Nella media e bassa stratosfera si rende così evidente l’azione di una forte corrente circumpolare chiamata vortice polare. Questo vortice isola le grandi masse d’aria posizionate sopra il polo che per l’assenza dei raggi solari e per la mancanza di scambi termici con altre masse d’aria diventano sempre più fredde. Quando la temperatura raggiunge gli 80°C sotto lo zero si formano delle nubi di acido nitrico triidrato e di acqua ad alto contenuto di acido nitrico (normalmente presente in fase gassosa) chiamate nubi stratosferiche polari (PSC, Polar Stratospheric Clouds). Queste nubi costituiscono la superficie catalitica ideale per la formazione di tutta una complicata serie di reazioni che comporta la degradazione dei vari composti ODS e la liberazione di molecole biatomiche di Cloro (Cl2) e Bromo (Br2). All’insorgere della Primavera australe (Ottobre-Novembre) l’azione dei raggi del sole provoca la dispersione delle nubi stratosferiche polari e la scissione delle molecole biatomiche di cloro e bromo in singoli atomi altamente reattivi. L’improvvisa comparsa e liberazione di questi atomi provoca l’inizio di una catena di reazioni catalitiche che comporta la degradazione dell’ozono e la comparsa del cosiddetto “buco dell’ozono”. Gli atomi degli alogeni (cloro o bromo) agiscono come catalizzatori, combinandosi a ripetizione con molecole di ozono e formando una molecola di ossigeno e un monossido (ad es. Cl+O3 —> O2+ClO). Il monossido si combina poi con un atomo di ossigeno liberando ossigeno molecolare e un atomo dell’alogeno che ricomincia il processo (ClO+O —> O2+Cl). Con questo ciclo ripetitivo un singolo atomo di cloro o bromo può distruggere centinaia di molecole di ozono prima di venire neutralizzato (da sostanze come il metano, il perossido di idrogeno o l’idrogeno molecolare). Da notare che il bromo, pur essendo meno presente del cloro, è più reattivo; infatti le molecole volatili che contengono questo elemento hanno solitamente un potenziale di eliminazione dell’ozono relativamente più alto di altre sostanze come i CFC.
L’azione distruttiva delle sostanze ODS, pur essendo presente in ogni parte del globo, diventa particolarmente evidente proprio nella zona antartica per la formazione di queste nubi stratosferiche polari; in ogni caso è bene sottolineare che l’azione degli ODS si verifica dovunque nella stratosfera, seppure in maniera meno vistosa, perché l’azione dei raggi solari stratosferici comporta sempre la liberazione degli atomi di cloro e di bromo che fungono da catalizzatori nella degradazione dell’ozono.

Rappresentazione del buco dell'ozono realizzata dal Royal Netherlands Meteorological Institute (RNMI); l'immagine si riferisce alla giornata del 18 settembre 2001.