Cada ano, compostos destruidores de ozônio na alta atmosfera destroem a camada protetora de ozônio, e, em particular, acima da Antártica. A camada de ozônio atua como protetor solar da Terra, absorvendo a radiação ultravioleta prejudicial da luz solar que pode causar câncer de pele e danificar as plantas, entre outros efeitos nocivos à vida na Terra. Embora cada um desses diferentes compostos libere cloro ou bromo reativo, os dois ingredientes destruidores de ozônio ativos, durante uma série de reações químicas, as moléculas têm uma gama de diferentes tempos de vida na atmosfera que podem afetar seu impacto final na camada de ozônio e sua recuperação futura.

Em uma peça de Perspectiva que aparece na edição de 8 de dezembro de Ciência , Os pesquisadores da NASA discutem as nuances que distinguem três categorias de compostos e seus impactos no ozônio atmosférico superior:compostos de longa duração e feitos pelo homem, compostos de curta duração e feitos pelo homem, e compostos que têm vida curta e são emitidos naturalmente do oceano. Todos os compostos de longa duração e alguns dos compostos antropogênicos de vida curta são controlados pelo Protocolo de Montreal a fim de reduzir seu impacto sobre o ozônio. Os pesquisadores descobriram que compostos de longa duração ainda dominam as perspectivas de recuperação do ozônio.

Esta discussão é parte de um debate científico em andamento sobre o impacto dos compostos destruidores da camada de ozônio de curta duração que permanecem na atmosfera por menos de seis meses, cujas emissões produzidas pelo homem aumentaram. É relevante para o trabalho que está sendo feito pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente, que administra o Protocolo de Montreal e suas emendas, o acordo global seminal para banir e eliminar gradualmente os compostos destruidores da camada de ozônio. Atualmente, apenas substâncias destruidoras da camada de ozônio com vida útil na atmosfera variando de um ano a mais de 100 anos, são controlados porque permanecem na atmosfera por tempo suficiente para atingir a atmosfera superior, chamada de estratosfera. Os compostos de vida mais curta não são regulamentados, pois seus impactos são menos significativos.

"O Protocolo de Montreal foi um grande sucesso, "disse o cientista atmosférico Qing Liang no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e primeiro autor da perspectiva. Como resultado da regulamentação do Protocolo de Montreal, os níveis de cloro e bromo, que destroem a camada de ozônio, pararam de crescer na atmosfera em meados da década de 1990, e têm diminuído quase na taxa esperada. A camada de ozônio está mostrando indícios de cura.

No entanto, as substâncias controladas de longa duração, a maioria lançada antes de 1987, são projetados para compreender ainda 56 por cento do cloro estratosférico total e bromo em 2050, de acordo com a análise de Liang e seus colegas. Em contraste, no máximo, espera-se que apenas 4% do cloro e do bromo venham de compostos destruidores da camada de ozônio produzidos pelo homem e não regulamentados. O restante do cloro e bromo em 2050 virá de compostos emitidos naturalmente pelo oceano. Mas à medida que as temperaturas do oceano aumentam devido ao aquecimento do clima, suas taxas de emissão podem aumentar em 20 por cento entre 2010 e 2100. Uma fonte adicional de compostos destruidores da camada de ozônio naturais são os incêndios florestais, natural e humano.

Cientistas da NASA, a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, assim como outras agências internacionais monitoram constantemente a camada de ozônio estratosférico e os níveis de substâncias químicas que destroem a camada de ozônio na superfície da Terra.

O fato de uma substância atingir a estratosfera ou não é o principal fator que determina com qual categoria de compostos devemos nos preocupar, disse a co-autora Susan Strahan, da NASA Goddard. Quanto maior a vida útil de uma substância destruidora da camada de ozônio, mais tempo demorará para chegar à estratosfera e destruir o ozônio. Substâncias de curta duração, por outro lado, terá um efeito mínimo no atraso da recuperação do ozônio, porque eles são mais propensos a se degradar antes de atingir a estratosfera, ela disse.

Uma dessas substâncias, chamada diclorometano, foi recentemente examinada devido ao aumento das taxas de emissão nos últimos anos. É um substituto versátil para muitos produtos químicos proibidos na indústria. O diclorometano se decompõe na atmosfera em cerca de quatro meses e seus produtos de degradação prejudiciais são completamente removidos da atmosfera poucos anos após suas emissões.

"Por causa de sua natureza de curta duração, e o cenário improvável de emissões sustentando uma alta taxa de crescimento, é altamente improvável que o diclorometano tenha um grande impacto na camada de ozônio, "disse Liang. Liang acredita que sua taxa de emissão se estabilizará assim que as indústrias atingirem sua capacidade de carga com base na demanda econômica.

Além disso, substâncias industriais destruidoras da camada de ozônio emitidas na terra, frequentemente nas latitudes médias, tem uma jornada de quatro a seis meses para a estratosfera. Isso é um pouco mais longo do que sua vida útil e permite mais tempo para serem destruídos ou lavados pela chuva antes de chegarem à camada de ozônio, Disse Liang.

Compostos de bromo de vida curta liberados naturalmente da superfície do oceano, Contudo, têm um impacto mais pronunciado sobre o ozônio do que seus primos industriais de vida curta. Porque eles são liberados em grandes quantidades dos oceanos tropicais, eles são rapidamente elevados por tempestades tropicais à estratosfera em um ou dois meses, onde podem destruir o ozônio por uma grande parte de suas vidas.

"O outro fator importante é a mudança climática. À medida que os oceanos tropicais aquecem, as emissões naturais de metil bromo e outras espécies bromadas de vida curta vão aumentar, - disse Strahan. - E você não pode desligar isso. Conforme o oceano fica mais quente, o aumento das emissões continua. "

Também preocupantes são os produtos químicos proibidos que continuam a entrar e se acumular na atmosfera. Um exemplo é o tetracloreto de carbono, que é regulamentado pelo Protocolo de Montreal e tem uma vida útil de 33 anos na atmosfera. Enquanto sua produção, o uso e a destruição são monitorados e relatados com precisão, também se forma como subproduto nas linhas de produção de clorofórmio e diclorometano. Porque é altamente volátil, tem emissões não intencionais que vazam para a atmosfera, Disse Liang. Provavelmente não é a única substância destruidora da camada de ozônio regulamentada que sai furtivamente da linha de produção de outros produtos químicos.

Liang e Strahan basearam suas análises em uma combinação de simulações de modelos de computador da atmosfera e medições das concentrações de substâncias químicas que destroem a camada de ozônio. O modelo Goddard Earth Observing System Versão 5 (GEOS-5) da NASA simula a atmosfera em 3-D, o que permite que a equipe de pesquisa acompanhe os gases atmosféricos desde suas fontes no solo por meio de sua jornada até a alta atmosfera. O modelo é apoiado por observações de satélites, redes terrestres que medem os produtos químicos que destroem a camada de ozônio no mundo real, e por observações de duas décadas de campanhas de campo de aeronaves da NASA, incluindo o mais recente Experimento de Tropopausa Tropical Aerotransportado (ATTREX) em 2013 e a pesquisa atmosférica global de Tomografia Atmosférica (ATom), que fez três implantações desde 2016.