Lapisan ozon adalah bahagian yang tidak terpisahkan dari apa yang menjadikan Bumi dapat dihuni. Kawasan stratosfera ini bertanggungjawab menyerap sebahagian besar sinaran ultraviolet Matahari, sehingga memastikan organisma terestrial tidak disinari. Sejak tahun 1970-an, para saintis menyedari penurunan lapisan ini yang stabil di sekitar wilayah kutub selatan, bersamaan dengan penurunan musiman yang besar. Fenomena terakhir ini, yang dikenal sebagai "lubang ozon", telah menjadi perhatian utama selama beberapa dekad.
Percubaan untuk memperbaiki keadaan ini telah difokuskan pada pemotongan penggunaan bahan kimia industri, seperti klorofluorokarbon (CFC). Usaha-usaha ini memuncak dengan penandatanganan Protokol Montreal pada tahun 1987, yang meminta penghapusan sepenuhnya zat-zat penurun ozon (ODS). Dan menurut kajian terbaru oleh pasukan saintis NASA, lubang ozon menunjukkan tanda-tanda pemulihan yang signifikan sebagai hasilnya.
Kajian yang berjudul "Penurunan Penurunan Ozon Antartika dan Klorin Stratosfera Bawah Ditentukan Dari Pemerhatian Suara Gelombang Mikro Aura", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Surat Penyelidikan Geofizik. Kajian ini diketuai oleh Susan E Strahan dan dikarang bersama oleh Anne R. Douglass, dua saintis penyelidikan dengan Makmal Kimia dan Dinamika Atmosfera NASA Goddard.
Demi kajian mereka, pasukan meneliti data dari satelit Aura NASA, yang telah memantau wilayah kutub selatan sejak tahun 2005. Setelah dilancarkan pada tahun 2004, tujuan satelit Aura adalah untuk melakukan pengukuran ozon, aerosol dan gas utama di atmosfera Bumi. Dan menurut pembacaan yang dikumpulkannya sejak tahun 2005, pengurangan penggunaan CFC telah menyebabkan penurunan penipisan ozon sebanyak 20%.
Ringkasnya, CFC adalah sebatian kimia jangka panjang yang terdiri dari karbon, klorin, dan fluorin. Sejak separuh akhir abad ke-20, mereka telah digunakan dalam sejumlah aplikasi industri seperti penyejukan (sebagai Freon), dalam aerosol kimia (sebagai bahan pendorong), dan sebagai pelarut. Akhirnya, bahan kimia ini naik ke stratosfer di mana ia menjadi subjek sinaran UV dan dipecah menjadi atom klorin.
Atom klorin ini tidak berfungsi dengan lapisan ozon, di mana ia menjadi pemangkin untuk membentuk gas oksigen (O²). Aktiviti ini bermula sekitar bulan Julai semasa musim sejuk di Belahan Bumi Selatan, ketika sinar Matahari menyebabkan peningkatan pemangkinan atom klorin dan brom yang berasal dari CFC di atmosfera. Menjelang bulan September (iaitu musim semi di hemisfera selatan), kegiatan ini memuncak, menghasilkan "lubang ozon" yang pertama kali diperhatikan oleh para saintis pada tahun 1985.
Pada masa lalu, kajian analisis statistik telah menunjukkan bahawa penipisan ozon telah meningkat sejak itu. Walau bagaimanapun, kajian ini - yang pertama kali menggunakan pengukuran komposisi kimia di dalam lubang ozon - menunjukkan bahawa penipisan ozon semakin menurun. Terlebih lagi, ini menunjukkan bahawa penurunan tersebut disebabkan oleh penurunan penggunaan CFC.
Seperti yang dijelaskan oleh Susan Strahan dalam siaran pers NASA baru-baru ini, "Kami melihat dengan jelas bahawa klorin dari CFC turun di dalam lubang ozon, dan kurang penipisan ozon terjadi kerana itu." Untuk menentukan bagaimana ozon dan bahan kimia lain di atmosfer berubah dari tahun ke tahun, saintis bergantung pada data dari Microwave Limb Sounder (MLS) satelit Aura.
Tidak seperti instrumen lain yang bergantung pada cahaya matahari untuk mendapatkan spektrum dari gas atmosfera, instrumen ini mengukur gas ini masing-masing pelepasan gelombang mikro. Akibatnya, ia dapat mengukur gas surih di Antartika pada waktu penting tahun ini - ketika hemisfera selatan mengalami musim sejuk dan cuaca di stratosfera tenang dan suhu rendah dan stabil.
Perubahan tahap ozon dari awal hingga akhir musim sejuk Belahan Bumi Selatan (awal bulan Julai hingga pertengahan September) dihitung setiap hari menggunakan pengukuran MLS setiap tahun dari 2005 hingga 2016. Walaupun pengukuran ini menunjukkan penurunan kehilangan ozon, Strahan dan Douglass mahu pengurangan penggunaan CFC adalah yang bertanggungjawab.
Ini dilakukan dengan mencari tanda-tanda asid hidroklorik dalam data MLS, yang akan terbentuk klorin dengan bertindak balas dengan metana (tetapi hanya apabila semua ozon yang ada habis). Seperti yang dijelaskan oleh Strahan:
"Dalam tempoh ini, suhu Antartika selalu sangat rendah, jadi kadar pemusnahan ozon banyak bergantung pada berapa banyak klorin yang ada. Ini adalah ketika kita ingin mengukur kehilangan ozon ... Pada sekitar pertengahan Oktober, semua sebatian klorin dengan mudah diubah menjadi satu gas, jadi dengan mengukur asid hidroklorik, kita dapat mengukur jumlah klorin dengan baik. "
Petunjuk lain datang dalam bentuk tahap oksida nitrat, gas tahan lama yang lain yang berperilaku seperti CFC di banyak stratosfer - tetapi yang tidak menurun seperti CFC. Sekiranya CFC di stratosfera berkurang, itu berarti kurang klorin yang ada dibandingkan dengan nitro oksida. Dengan membandingkan pengukuran MLS asid hidroklorik dan nitrat oksida setiap tahun, mereka menentukan bahawa tahap klorin menurun sekitar 0.8 peratus setiap tahun.
Seperti yang ditunjukkan oleh Strahan, ini menambah penurunan 20% dari tahun 2005 hingga 2016, yang sesuai dengan apa yang mereka harapkan. "Ini sangat dekat dengan apa yang diramalkan oleh model kita yang harus kita lihat untuk jumlah penurunan klorin ini," katanya. "Ini memberi kita keyakinan bahwa penurunan penipisan ozon hingga pertengahan September yang ditunjukkan oleh data MLS disebabkan oleh penurunan kadar klorin yang berasal dari CFC. Tetapi kita belum melihat penurunan ukuran lubang ozon yang jelas kerana ia dikawal terutamanya oleh suhu selepas pertengahan September, yang banyak berubah dari tahun ke tahun. "
Proses pemulihan ini diharapkan dapat berlanjutan apabila CFC secara beransur-ansur meninggalkan atmosfera, walaupun para saintis menjangkakan bahawa pemulihan yang lengkap akan memakan masa beberapa dekad. Ini adalah berita yang sangat baik memandangkan lubang ozon hanya ditemukan sekitar tiga dekad yang lalu, dan tahap ozon mulai stabil sekitar satu dekad kemudian. Namun, seperti yang dijelaskan oleh Douglass, pemulihan sepenuhnya tidak akan berlaku sehingga separuh akhir abad ini:
"CFC memiliki jangka hayat dari 50 hingga 100 tahun, sehingga mereka bertahan lama di atmosfer. Sejauh lubang ozon hilang, kita melihat 2060 atau 2080. Walaupun begitu mungkin masih ada lubang kecil. "
Protokol Montreal sering disebut-sebut sebagai contoh tindakan iklim antarabangsa yang berkesan, dan dengan alasan yang baik. Protokol ini dibuat tiga belas tahun setelah konsensus ilmiah mengenai penipisan ozon dicapai, dan hanya dua tahun setelah penemuan lubang ozon yang agak membimbangkan. Dan pada tahun-tahun berikutnya, para penandatangan tetap komited untuk mencapai tujuan mereka dan mencapai pengurangan sasaran.
Di masa depan, diharapkan tindakan serupa dapat dicapai terhadap perubahan iklim, yang telah mengalami penundaan dan penentangan selama bertahun-tahun sekarang. Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh kes lubang ozon, tindakan antarabangsa dapat mengatasi masalah sebelum terlambat.
