Kenapa Lubang Ozon ada di Antartika?

Apa itu Lubang Ozon?



Fenomena yang kita sebut lubang ozon ditemukan pertama kali pada tahun 1980-an. lubang ozon bukan merupakan 'lubang' dalam arti sebenarnya tetapi lebih mengacu pada menipisnya ozon dari angka normal. Lubang ozon didefinisikan oleh komunitas ilmuan sebagai: jika jumlah kolom ozon di atmosfer berada di bawah 220 Dobson units. lubang ozon sekarang muncul setiap tahun di Antartika pada bulan September, yang mana pada kutub selatan merupakan musim semi. selama waktu ini, level ozon disebagian besar Antartika berkurang sekitar 60% dari jumlah biasanya.

Dobson Unit: merupakan satuan yang digunakan untuk mengukur ketebalan lapisan ozon. dapat divisualisasikan sebagai sebuah tabung yang direntangkan ke stratosfer, menangkap ozon (dan gas lainnya) pada perjalanannya. jika semua ozon dalam tabung tersebut dimampatkan ke bawah pada sebuah temperatur dan tekanan standar, maka akan terbentuk sebuah cerobong dengan tinggi x milimeter. angka (x) dikalikan 100 yang merupakan angka dari Unit Dobson.
Gambar Lapisan Ozon ...

September 18, 1979

September 21, 1989

September 10, 2000


Bahan-bahan kimia seperti Klorin dan Bromin menyebabkan lubang ozon, akan tetapi temperatur juga merupakan faktor kunci hilangnya ozon. CFCs dan halon merupakan senyawa yang mempunyai waktu tinggal lama dan tetap berada di atmosfer dalam konsentrasi tinggi.

Setelah menentukan penyebab dari masalah lubang ozon, timbul pertanyaan---jika CFCs dilepaskan oleh sebagian besar negara industri seperti Amerika Serikat dan Jepang, lalu mengapa lubang ozon terbentuk di Antartika? Jawaban dari pertanyaan ini terletak pada dua alasan.

Pertama, ketika sesuatu (seperti sebuah molekul CFC) dilepaskan ke udara, dia tidak tetap tinggal pada atmosfer di wilayah sumbernya. Karena CFCs memiliki waktu-tinggal beberapa dekade, maka CFC tetap tinggal cukup lama untuk melakukan perjalannya ke stratosfer. kunci dari waktu hidup yangpanjang dari CFC adalah karena mereka tidak reaktif. mereka tidak bereaksi dengan substansi lainnya di troposfer, dan hanya terpisah di stratosfer ketika mereka terekspose pada radiasi ultraviolet energi-tinggi--sebuah proses yang dapat memakan waktu beberapa tahun. oleh karena angin di troposfer dan stratosfer memilki waktu yang cukup untuk mendistribusikan molekul CFC bumi.

Kedua, kondisi cuaca di Antartika memungkinkan terbentuknya awan yang disebut dengan polar stratospheric clouds (PSCs). Awan ini terbentuk hanya pada kondisi dingin, hal ini lah yang mnenyebabkan awan ini biasanya hanya terbentuk di Antartika (PSCs juga dapat ditemukan di Artik, tetapi karena cuacanya tidak selalu dingin, maka awannya tidak begitu sering ditemukan). Untuk memahami mengapa PSCs mengkontribusi penipisan ozon, informasi tambahan mengenai kimia di stratosfer diperlukan.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, ketika CFCs memasuki stratosfer, mereka terekspose pada sinar ultraviolet energi-tinggi dari matahari, yang menyebabkan klorin (simbol kimianya adalah Cl) terlepas dari molekul CFC. Satu atom klorin memiliki kemampuan untuk memfragmentasi lebih dari 1000 molekul ozon (sebagai contoh melalui reaksi Cl + O3 -> ClO +O2) sebelum atom klorin tersebut terperangkap lagi dalam molekul yang lebih stabil (sering disebut dengan reservoir substances), seperti chlorine nitrate (ClONO2). Fakta ini memang sangat menarik dan mungkin dapat menjelaskan mengapa terjadi pengurangan ozon di bumi. Akan tetapi tidak bisa menjelaskan mengapa terjadi lubang ozon.

Maka disinilah PSCs berperan. Pada permukaan awan yang dingin ini, reservoir substances sekali lagi bertransformasi menjadi bentuk klorin yang lebih aktif. Sebagi contoh, ClONO2 bereaksi dengan hydrochloride acid (HCl) untuk membentuk chlorine gas (Cl2) and HNO3. Selama periode gelap total di kutub sejumlah besar Cl2 dapat terakumulasi, tetapi hanya sedikit penurunan ozon yang teramati.
Destruksi besar-besaran dari ozon yang pada akhirnya membentuk lubang ozon terjadi hanya ketika sinar matahari pertama menyinari atmosfer Antartika setelah periode malam di kutub, memecah Cl2 menjadi dua atom klorin (Cl2 -> 2 Cl). Sekarang destruksi ozon dapat dimulai lagi melalui reaksi Cl + O3 -> ClO +O2. Karena terdapat banyak sekali klorin dalam bentuk aktif pada akhir malam di kutub (September di Antartika) lubang ozon dapat meluas ke ukuran yang lebih besar dari pada wilayah Amerika Serikat. Pada Kutub selatan, level ozon dibawah 100 Dobson unit sekarang telah secara frekuentif diobservasi pada akhir September dan awal Oktober.

Temperatur paling dingin di Kutub Selatan terjadi pada bulan Agustus dan September. awan tipis terbentuk pada kondisi dingin ini, dan reaksi kimia pada partikel awan membantu gas klorin dan bromin secara cepat menghancurkan ozon. pada awal oktober, temperatur biasanya mulai menghangat dan kemudian lapisan ozon mulai terbentuk kembali.