Stel je het jaar 2065 voor. DNA-muterende UV-straling is met 650 procent gestegen, met waarschijnlijk schadelijke effecten op planten, dieren en menselijke huidkanker.
Dat is de wereld die we zouden hebben geërfd als 193 landen niet waren overeengekomen om ozonafbrekende stoffen te verbieden, volgens atmosferische chemici van NASA, Johns Hopkins University in Baltimore en het Planbureau voor de Leefomgeving in Bilthoven. De onderzoekers hebben deze week nieuwe computersimulaties onthuld van een wereldwijde ramp die mensen hebben weten te vermijden.
Achteraf, zeggen de onderzoekers, was het Montreal Protocol een "opmerkelijke internationale overeenkomst die bestudeerd moet worden door degenen die betrokken zijn bij de opwarming van de aarde en de pogingen om internationale overeenstemming te bereiken over dat onderwerp."
Ozon is het natuurlijke zonnescherm van de aarde, absorbeert en blokkeert de meeste binnenkomende UV-straling van de zon en beschermt het leven tegen DNA-schadelijke straling. Het gas wordt van nature gemaakt en aangevuld door een fotochemische reactie in de bovenste atmosfeer, waar UV-stralen zuurstofmoleculen breken tot individuele atomen die vervolgens weer combineren tot driedelige moleculen (O3). Omdat ozon over de hele wereld wordt verplaatst door winden op het hoogste niveau, wordt ozon langzaam uitgeput door natuurlijk voorkomende atmosferische gassen. Het is een systeem in natuurlijke balans.
Maar chloorfluorkoolwaterstoffen - in 1928 uitgevonden als koelmiddelen en als inerte dragers voor chemische sprays - verstoorden die balans. Onderzoekers ontdekten in de jaren zeventig en tachtig dat hoewel CFK's inert zijn aan het aardoppervlak, ze behoorlijk reactief zijn in de stratosfeer (10 tot 50 kilometer hoogte of 6 tot 31 mijl), waar ongeveer 90 procent van de ozon van de planeet zich ophoopt. UV-straling zorgt ervoor dat CFK's en soortgelijke broomverbindingen in de stratosfeer uiteenvallen in elementair chloor en broom die ozonmoleculen gemakkelijk vernietigen.
In de jaren tachtig openden ozonafbrekende stoffen een 'wintergat' boven Antarctica en openden de ogen van de wereld voor de effecten van menselijke activiteit op de atmosfeer. In januari 1989 trad het Montreal Protocol in werking, de allereerste internationale overeenkomst over de regulering van chemische verontreinigende stoffen.
In de nieuwe studie, online gepubliceerd in het tijdschrift Atmospheric Chemistry and Physics, simuleerden Goddard-wetenschapper Paul Newman en zijn team "wat er zou kunnen zijn" als chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) en soortgelijke chemicaliën niet werden verboden. De simulatie gebruikte een uitgebreid model met atmosferische chemische effecten, windveranderingen en stralingsveranderingen. De "Wereld vermeden" video kan hier in Quicktime worden bekeken (voor meer formaten, ga hierheen).
Tegen het gesimuleerde jaar 2020 is 17 procent van alle ozon wereldwijd uitgeput. Elk jaar begint zich een ozongat te vormen boven het noordpoolgebied, dat ooit een plaats was met een wonderbaarlijk ozonniveau.
Tegen 2040 dalen de wereldwijde ozonconcentraties onder dezelfde niveaus die momenteel het "gat" boven Antarctica vormen. De UV-index in steden met een gemiddelde breedtegraad bereikt rond het middaguur 15 op een heldere zomerdag, wat een waarneembare zonnebrand veroorzaakt in ongeveer 10 minuten. Boven Antarctica wordt het ozongat het hele jaar door een armatuur.
Tegen het einde van de modelloop in 2065 daalt de wereldwijde ozon 67 procent in vergelijking met de niveaus van de jaren 70. De intensiteit van UV-straling aan het aardoppervlak verdubbelt; bij bepaalde kortere golflengten neemt de intensiteit tot wel 10.000 keer toe. Huidkankerverwekkende straling stijgt.
"Onze wereldvermeden berekening gaat iets verder dan ik dacht dat er zou gebeuren", zegt Goddard-wetenschapper en co-auteur Richard Stolarski, die in de jaren zeventig tot de pioniers van de atmosferische ozonchemie behoorde. "De hoeveelheden zijn misschien niet helemaal correct, maar de basisresultaten geven duidelijk aan wat er met de atmosfeer had kunnen gebeuren."
"We hebben een vermeden wereld gesimuleerd," voegde Newman eraan toe, "en het is een wereld waar we blij mee moeten zijn dat we vermeden worden."
Zoals het is, werd de productie van ozonafbrekende stoffen ongeveer 15 jaar geleden grotendeels stopgezet, hoewel hun overvloed pas begint af te nemen omdat de chemicaliën 50 tot 100 jaar in de atmosfeer kunnen blijven. De piekconcentratie van CFK's in de atmosfeer vond plaats rond 2000 en is tot nu toe met ongeveer 4 procent afgenomen. Stratosferisch ozon was op de middelste breedtegraden met 5 tot 6 procent uitgeput, maar is de afgelopen jaren enigszins hersteld.
