A ozonosfera: sua importância climática e biológica (página 2)

O ozono que circunda a Terra, filtrando a radiação solar em certos comprimentos de onda (desde a radiação ultravioleta de 250 nm até à radiação visível), protege a vida, esta camada tem-se vindo a reduzir de maneira importante, começando-se já a imaginar os efeitos. É assim quase certo que na espécie humana, o cancro de pele será mais frequente. Nos seres menos evoluídos (o plâncton e as plantas), o desaparecimento de espécies e mutações genéticas serão prováveis, sem que se saiba ainda quanto. Quanto ao clima, arrisca-se também de ser modificado. Com efeito, absorvendo a radiação ultravioleta solar, o ozono reaquece a estratosfera entre 10 e 40 km de altitude.

Estas inquietações não são recentes, apareceram há já vinte anos. Estando em causa na época, os aviões, já que voam cada vez mais na estratosfera e os seus reactores produzem óxidos de azoto. Ora, estes destroem indirectamente o ozono. O Concorde tinha sido concebido há pouco tempo, e os cálculos mostraram que uma centena destes aviões, atravessando diariamente o Atlântico, seriam suficientes para destruir 20% do ozono. A venda do Concorde não chegou à uma dezena de unidades, não se realizando estas previsões.

Agora a questão não está aí, as conclusões dum relatório publicado em 1989 pela Organização Meteorológica Mundial, mostra que a camada de ozono diminuiu no hemisfério norte aproximadamente 1% entre 1978 e 1988 e que a tendência actual é mais elevada nas altas latitudes no Inverno: -2,7% no ultimo decénio. A principal causa é o cloro oriundo da decomposição dos clorofluorcarbonetos. Estas moléculas produzidas pela indústria química têm diversas aplicações: industria do frio, espumas expandidas, semi-condutores, bombas aerossóis. Desde 1974, os cientistas previram que, lançados na atmosfera, trariam uma redução progressiva e quase uniforme da camada de ozono. Mas, um facto novo, outra tendência à escala global, assiste-se depois a uma redução rápida localizada na Antártida, é o famoso "buraco de ozono". Donde três questões se colocam: o que se vai passar nos anos próximos nesta região? Depois no Árctico? E a seguir às nossas latitudes? Para responder é necessário previamente conhecer os estudos actuais e as estratégias adoptadas para melhorar esta situação.

Os radicais hidroxilizados, azotados e clorados tendem a destruir o ozono pelas reacções da forma:

Onde X = H, NO e Cl, de forma que:

Os radicais hidroxizados e azotados são produzidos naturalmente por oxidação do vapor de água e do protóxido de azoto (N2O), um gás proveniente da desnitrificação do solo. Os átomos de cloro podem ter uma origem natural, dissociação do cloreto de metileno, ou, principalmente hoje, origem industrial: cloro oriundo da dissociação dos clorofluorcarbonetos.

A química real da estratosfera é muito mais complicada. Faz intervir numerosos corpos em que alguns servem de reservatórios aos radicais activos sobre o ozono. Citemos por exemplo, o ácido nítrico HNO3, o pentóxido de azoto N2O5, o ácido clorídrico Hcl e o radical ClONO2. No total, são cinco dezenas de constituintes ligados por uma centena de reacções. Uma tal complexidade é suficiente para fazer compreender, a dificuldade da situação, permitindo somente analisar a concentração das espécies menores e a evolução a longo prazo da camada de ozono.

Para ser completo, um estudo da estratosfera deve ter em conta os processos radioactivos, dinâmicos e fotoquímicos. Com efeito as numerosas reacções que determinam as concentrações das espécies minoritárias e do ozono dependem da temperatura. Esta resulta principalmente do equilíbrio entre a absorção da energia solar nas curtas distâncias de onda pelo ozono, e o arrefecimento devido à emissão do gás carbónico nos infravermelhos.

Actualmente, a incerteza nos resultados destes estudos é ainda muito importante. Segundo os resultados mais recentes, os modelos fotoquímicos indicam que para o ano 2050 a diminuição de ozono poderá atingir valores elevados. Com efeito, mesmo se o protocolo de Montreal (acordo internacional para a supressão dos CFC) for aplicado à letra, a concentração de cloro passará de 3 ppbv actuais para cerca de 6 ppbv por volta de 2020, antes de decrescer progressivamente. Este efeito tardio resulta da grande duração destes compostos.

Estes resultados não têm em conta os processos complexos que têm lugar na primavera no hemisfério sul. Constata-se actualmente que a camada de ozono já diminuiu, e esta evolução não é explicada pelos modelos que não têm em conta explicitamente a repercussão global da destruição localizada que constitui o buraco de ozono.

Já se disse que a camada de ozono estratosférico diminuiu aproximadamente 1% entre 1978 e 1988. No hemisfério sul o decréscimo é ainda mais acentuado e possui uma variação sazonal importante com o aparecimento do buraco de ozono sobre a Antártida na Primavera austral. Nesta região criou-se durante a longa noite polar um vortex cujas massas de ar são muito frias e ficam relativamente isoladas das latitudes médias. No inicio de Setembro, a chegada dos primeiros raios de sol, o ozono decresce rapidamente, a diminuição atinge 50 a 60% no interior do vortex no final de Outubro. Este cenário produziu-se praticamente todos os anos depois de 1980, os anos 1985, 1987, 1989, estão associados à formação mínima de ozono muito marcados, entre 100 e 150 unidades Dobson (300 unidades Dobson representam uma camada de 3 mm de ozono restabelecida à pressão e à temperatura normais perto do solo). Existe então uma modulação na aparição deste fenómeno que parece ligado à oscilação quase bienal presente na baixa estratosfera.

Uma das questões levantada por estes resultados é bem evidentemente de saber se um tal fenómeno se pode produzir no hemisfério norte. Felizmente forte, no nosso hemisfério, o vortex polar de Inverno é descentrado para a Escandinávia e as massas de ar têm trajectórias que amenizam sucessivamente de dia e de noite polares. O resultado é que o ar contido no vortex polar é mais quente em aproximadamente 20ºC que no hemisfério sul, e que em consequência as nuvens polares são muito menos frequentes.

Os resultados das campanhas que têm sido feitas de há algum tempo para cá mostram que a química do vortex do hemisfério norte está alterada, de maneira que as quantidades de cloro activo ClO e OClO são já importantes, mas que a realidade duma diminuição do ozono ainda não está confirmada. Nota-se, contudo, a existência de massas de ar onde a concentração de ozono é extremamente baixa, e pode dizer-se que a camada de ozono parece traçada. Parece ainda que a desnitrificação do vortex não seja total, tendo por consequência uma limitação da eficácia dos ciclos catalíticos destruidores do ozono pela formação rápida de óxidos de azoto do tipo ClO + NO = Cl + NO2 logo que os primeiros raios de sol dissociam as moléculas de ácido nítrico.

Não há duvidas que a quantidade de ozono total diminuiu globalmente durante as ultimas décadas, e que a forte diminuição observada nas altas latitudes do hemisfério sul, o buraco de ozono, deve ser atribuída ao efeito do cloro proveniente da decomposição dos clorofluorcarbonetos. O problema da evolução da camada de ozono tem então uma dupla faceta: a curto e a médio prazo (nos próximos vinte anos), e a um longo prazo, lá para o ano 2050.

A curto e a médio prazo, são os processos da química polar que são os mais preocupantes. A destruição do ozono das altas latitudes do hemisfério sul irá ficar localizada? Irá atingir os continentes habitados? Que se irá passar no hemisfério norte?

Num prazo mais longo, as simulações dos modelos prevêem um lento decréscimo do ozono ao nível global com um efeito relativo importante até 40 km de altitude. Entretanto, os elementos a ter em conta são múltiplos. Podem-se citar, nomeadamente, as variações do fluxo solar ligados pelo ciclo de 11 anos, o aumento, depois o decréscimo da concentração atmosférica dos clorofluorcarbonetos, o aumento de outras espécies nascentes de radicais activos na química do ozono (metano, hemióxido de azoto), e o acréscimo do gás carbónico conduzem a um decréscimo da temperatura na estratosfera (o oposto ao efeito de estufa na troposfera). Este último efeito aumenta a produção de ozono na alta estratosfera, mas pode ser também a frequência das nuvens polares em parte responsáveis pela formação do buraco de ozono.

BARRY, R. G. e CHORLEY, R. J. (1984) - Atmósfera, Tiempo y Clima. Trad. Castelhana, 4ª ed., Ómega, Barcelona.

CARIOLE, D. (1991) - "Trou d’ozone: comment cela va continuer?". Science & Vie, Hors Serie, n.º 174.

Dados do Autor:

Mestre em Inovação e Políticas de Desenvolvimento (Universidade de Aveiro)

Licenciado em Geografia (Universidade de Coimbra)

Publicação em «monografias.com» de:

FLUC

Coimbra 1996