Agotamiento de la capa de ozono
Agujero de la capa de ozono en la Antártida
El caso más grave de agotamiento de la capa de ozono fue documentado por primera vez en 1985 en un artículo de los científicos del British Antarctic Survey (BAS) Joseph C. Farman, Brian G. Gardiner y Jonathan D. Shanklin. A partir de finales de la década de 1970, se ha observado una gran y rápida disminución del ozono total, a menudo de más del 60% en relación con la media mundial, en la primavera (de septiembre a noviembre) sobre la Antártida. Farman y sus colegas documentaron por primera vez este fenómeno sobre su estación BAS de Halley Bay, en la Antártida. Sus análisis atrajeron la atención de la comunidad científica, que comprobó que estos descensos en la columna de ozono total eran superiores al 50% en comparación con los valores históricos observados tanto por técnicas terrestres como por satélite.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Como resultado del artículo de Farman, surgieron varias hipótesis que intentaban explicar el «agujero de ozono» antártico. Inicialmente se propuso que la disminución del ozono podría explicarse por el ciclo catalítico del cloro, en el que los átomos de cloro individuales y sus compuestos despojan de átomos de oxígeno individuales a las moléculas de ozono. Dado que la pérdida de ozono fue mayor de lo que podía explicarse por el suministro de cloro reactivo disponible en las regiones polares mediante los procesos conocidos en ese momento, surgieron otras hipótesis. Una campaña especial de mediciones llevada a cabo por la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) en 1987, así como mediciones posteriores, demostraron que la química del cloro y el bromo eran efectivamente responsables del agujero de ozono, pero por otra razón: el agujero parecía ser el producto de las reacciones químicas que se producían en las partículas que componen las nubes estratosféricas polares (PSC) en la estratosfera inferior.
Durante el invierno, el aire sobre la Antártida se vuelve extremadamente frío como resultado de la falta de luz solar y de una menor mezcla del aire estratosférico inferior sobre la Antártida con el aire fuera de la región. Esta reducción de la mezcla está causada por el vórtice circumpolar, también llamado vórtice polar de invierno. Limitado por un chorro de viento estratosférico que circula aproximadamente entre 50° y 65° S, el aire sobre la Antártida y sus mares adyacentes está efectivamente aislado del aire fuera de la región. Las temperaturas extremadamente frías en el interior del vórtice conducen a la formación de los PSC, que se producen en altitudes de aproximadamente 12 a 22 km (unas 7 a 14 millas). Las reacciones químicas que tienen lugar en las partículas del PSC convierten las moléculas menos reactivas que contienen cloro en formas más reactivas, como el cloro molecular (Cl2), que se acumulan durante la noche polar. (Los compuestos de bromo y los óxidos de nitrógeno también pueden reaccionar con estas partículas de las nubes). Cuando el día vuelve a la Antártida a principios de la primavera, la luz solar rompe el cloro molecular en átomos individuales de cloro que pueden reaccionar con el ozono y destruirlo. La destrucción del ozono continúa hasta la ruptura del vórtice polar, que suele tener lugar en noviembre.
En el hemisferio norte también se forma un vórtice polar de invierno. Sin embargo, en general, no es tan fuerte ni tan frío como el que se forma en la Antártida. Aunque pueden formarse nubes estratosféricas polares en el Ártico, rara vez duran lo suficiente como para que se produzcan grandes disminuciones de ozono. Se han medido disminuciones de ozono en el Ártico de hasta un 40%. Esta disminución suele producirse durante los años en los que las temperaturas de la baja estratosfera en el vórtice ártico han sido lo suficientemente bajas como para provocar procesos de destrucción del ozono similares a los que se dan en el agujero de ozono de la Antártida. Al igual que en la Antártida, se han medido grandes aumentos en las concentraciones de cloro reactivo en las regiones del Ártico donde se producen altos niveles de destrucción del ozono.