Lapisan ozon adalah bagian integral dari apa yang membuat Bumi layak huni. Wilayah stratosfer ini bertanggung jawab untuk menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet Matahari, sehingga memastikan organisme terestrial tidak teriradiasi. Sejak tahun 1970-an, para ilmuwan menyadari adanya penurunan yang stabil pada lapisan ini di sekitar wilayah kutub selatan, bersama dengan dan penurunan musiman yang besar. Fenomena terakhir ini, dikenal sebagai "lubang ozon", telah menjadi perhatian utama selama beberapa dekade.
Upaya untuk memperbaiki situasi ini telah difokuskan pada pemotongan penggunaan bahan kimia industri, seperti klorofluorokarbon (CFC). Upaya-upaya ini memuncak dengan penandatanganan Protokol Montreal pada tahun 1987, yang menyerukan penghapusan bertahap zat-zat penipis ozon (ODS). Dan menurut penelitian terbaru oleh tim ilmuwan NASA, lubang ozon menunjukkan tanda-tanda pemulihan yang signifikan sebagai hasilnya.
Studi yang berjudul "Penurunan Penipisan Ozon Antartika dan Klorin Stratosfer Bawah yang Ditentukan dari Aura Microwave Limb Sounder Observations", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Surat Penelitian Geofisika. Penelitian ini dipimpin oleh Susan E Strahan dan penulis bersama oleh Anne R. Douglass, dua ilmuwan penelitian dengan Atmospheric Chemistry Chemistry and Dynamics Laboratory.
Demi penelitian mereka, tim berkonsultasi data dari satelit Aura NASA, yang telah memantau wilayah kutub selatan sejak tahun 2005. Setelah diluncurkan pada tahun 2004, tujuan dari satelit Aura adalah untuk melakukan pengukuran ozon, aerosol dan gas-gas utama di atmosfer bumi. Dan menurut bacaan yang telah dikumpulkannya sejak 2005, pengurangan dalam penggunaan CFC telah menyebabkan penurunan 20% dalam penipisan ozon.
Sederhananya, CFC adalah senyawa kimia berumur panjang yang terdiri dari karbon, klor, dan fluor. Sejak paruh kedua abad ke-20, mereka telah digunakan dalam sejumlah aplikasi industri seperti pendinginan (seperti Freon), dalam aerosol kimia (sebagai propelan), dan sebagai pelarut. Akhirnya, bahan kimia ini naik ke stratosfer di mana mereka menjadi subjek radiasi UV dan dipecah menjadi atom klorin.
Atom klorin ini berperan merusak lapisan ozon, di mana mereka mengkatalisasi untuk membentuk gas oksigen (O²). Kegiatan ini dimulai sekitar bulan Juli selama musim dingin Belahan Bumi Selatan, ketika sinar matahari menyebabkan peningkatan katalisasi atom klorin dan brom yang diturunkan dari CFC di atmosfer. Pada September (mis. Musim semi di belahan bumi selatan), aktivitas memuncak, menghasilkan "lubang ozon" yang pertama kali dicatat oleh para ilmuwan pada tahun 1985.
Di masa lalu, studi analisis statistik menunjukkan bahwa penipisan ozon telah meningkat sejak itu. Namun, penelitian ini - yang merupakan yang pertama kali menggunakan pengukuran komposisi kimia di dalam lubang ozon - menunjukkan bahwa penipisan ozon menurun. Terlebih lagi, ini menunjukkan bahwa penurunan tersebut disebabkan oleh penurunan penggunaan CFC.
Seperti yang dijelaskan Susan Strahan dalam siaran pers NASA baru-baru ini, "Kami melihat dengan sangat jelas bahwa klorin dari CFC turun di lubang ozon, dan semakin sedikit penipisan ozon yang terjadi karena itu." Untuk menentukan bagaimana ozon dan bahan kimia lainnya di atmosfer telah berubah dari tahun ke tahun, para ilmuwan mengandalkan data dari Microwave Limb Sounder (MLS) satelit Aura.
Tidak seperti instrumen lain yang bergantung pada sinar matahari untuk memperoleh spektrum dari gas atmosfer, instrumen ini mengukur masing-masing emisi microwave. Sebagai hasilnya, ia dapat mengukur jejak gas di Antartika selama waktu penting tahun ini - ketika belahan bumi selatan mengalami musim dingin dan cuaca di stratosfer tenang dan suhu rendah dan stabil.
Perubahan tingkat ozon dari awal hingga akhir musim dingin Belahan Selatan (awal Juli hingga pertengahan September) dihitung setiap hari menggunakan pengukuran MLS setiap tahun dari 2005 hingga 2016. Sementara pengukuran ini menunjukkan penurunan kehilangan ozon, Strahan dan Douglass menginginkannya. menjadi pengurangan tertentu dalam penggunaan CFC adalah apa yang bertanggung jawab.
Ini mereka lakukan dengan mencari tanda-tanda asam klorida dalam data MLS, yang klorin akan terbentuk dengan bereaksi dengan metana (tetapi hanya ketika semua ozon yang tersedia habis). Seperti yang dijelaskan Strahan:
“Selama periode ini, suhu Antartika selalu sangat rendah, sehingga laju perusakan ozon sangat tergantung pada seberapa banyak klorin yang ada. Inilah saatnya kita ingin mengukur kehilangan ozon ... Sekitar pertengahan Oktober, semua senyawa klor mudah diubah menjadi satu gas, jadi dengan mengukur asam klorida kita memiliki pengukuran yang baik dari total klorin. "
Petunjuk lain datang dalam bentuk kadar oksida nitrat, gas berumur panjang lain yang berperilaku seperti CFC di banyak stratosfer - tetapi yang tidak menurun seperti CFC. Jika CFC di stratosfer berkurang, itu berarti bahwa klorin lebih sedikit akan hadir dibandingkan dengan nitro oksida. Dengan membandingkan pengukuran MLS asam klorida dan nitro oksida setiap tahun, mereka menentukan bahwa kadar klor menurun sekitar 0,8 persen per tahun.
Seperti yang ditunjukkan Strahan, ini menambahkan hingga 20% penurunan dari 2005 hingga 2016, yang konsisten dengan apa yang mereka harapkan. "Ini sangat dekat dengan apa yang diprediksi oleh model kami yang harus kita lihat untuk jumlah penurunan klorin ini," katanya. “Ini memberi kami keyakinan bahwa penurunan penipisan ozon hingga pertengahan September yang ditunjukkan oleh data MLS disebabkan oleh penurunan tingkat klorin yang berasal dari CFC. Tetapi kami belum melihat penurunan yang jelas dalam ukuran lubang ozon karena itu dikendalikan terutama oleh suhu setelah pertengahan September, yang sangat bervariasi dari tahun ke tahun. "
Proses pemulihan ini diperkirakan akan terus berlanjut karena CFC secara bertahap meninggalkan atmosfer, meskipun para ilmuwan mengantisipasi bahwa pemulihan total akan memakan waktu puluhan tahun. Ini adalah berita yang sangat bagus mengingat bahwa lubang ozon baru ditemukan sekitar tiga dekade lalu, dan tingkat ozon mulai stabil sekitar satu dekade kemudian. Namun, seperti yang dijelaskan Douglass, pemulihan penuh kemungkinan tidak akan terjadi sampai paruh kedua abad ini:
“CFC memiliki masa hidup dari 50 hingga 100 tahun, sehingga mereka bertahan di atmosfer untuk waktu yang sangat lama. Sejauh lubang ozon hilang, kami melihat tahun 2060 atau 2080. Dan bahkan saat itu mungkin masih ada lubang kecil. "
Protokol Montreal sering disebut-sebut sebagai contoh aksi iklim internasional yang efektif, dan untuk alasan yang baik. Protokol ini dicapai tiga belas tahun setelah konsensus ilmiah tentang penipisan ozon tercapai, dan hanya dua tahun setelah penemuan lubang ozon yang agak mengkhawatirkan. Dan di tahun-tahun berikutnya, para penandatangan tetap berkomitmen pada tujuan mereka dan mencapai pengurangan target.
Di masa depan, diharapkan tindakan serupa dapat dicapai pada perubahan iklim, yang telah mengalami penundaan dan perlawanan selama bertahun-tahun sekarang. Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh kasus lubang ozon, tindakan internasional dapat mengatasi masalah sebelum terlambat.
