Arbeitsblatt: Ozon(loch)

Ozonschicht und Ozonloch Die Ozonschicht wird oft das Schutzschild der Erde genannt: Sie filtert die harte UV-C-strahlung der Sonne fast vollständig aus und schwächt die weniger gefährliche UV-B-Strahlung deutlich ab. Ohne die Ozonschicht wäre Leben auf der Erde nicht möglich, da die UV-Strahlung wichtige Grundbausteine des Lebens schädigt – z. B. die Erbsubstanz oder auch Eiweissmoleküle. Das Ozonloch – eine Ausdünnung der Ozonschicht – wurde erstmals im Jahre 1985 über der Antarktis entdeckt. Seit dieser Zeit folgen immer neue Meldungen über abnehmende Ozonkonzentrationen. Zuerst betrafen diese Meldungen nur die Südhalbkugel der Erde, später auch die Nordhalbkugel. Wo befindet sich Ozonschicht? Die Ozonschicht ist ein Teil der Atmosphäre der Erde. In 20 bis 30km Höhe über der Erdoberfläche sammelt sich das Ozon zu einer Hülle rund um die Erde. Die Bedingungen zur Bildung von Ozon sind in dieser Höhe am günstigsten. Zur Entstehung braucht es Sauerstoff und die UV-C-Strahlung des Sonnenlichts. 30km über der Erde gibt es keinen Sauerstoff mehr, deshalb kann sich in grösseren Höhen kein Ozon bilden. In einer Höhe von 20km über der Erde ist die UV-Strahlung bereits soweit abgeschwächt, dass sich darunter kaum Ozon bilden kann. Was ist Ozon? Ozon ist ein farbloses, geruchloses Gas. Ein Ozonmolekül besteht aus drei Sauerstoffatomen (O3). Die Ozonbildung verläuft in zwei Schritten (siehe Abb.): Im ersten Schritt spaltet energiereiche UV-C-Strahlung den molekularen Sauerstoff in zwei Sauerstoff-Atome (O2 Î O). Bei dieser Reaktion wird die UV-C-Strahlung vollständig absorbiert. Sauerstoff-Atome sind äusserst aggressiv und verbinden sich sofort mit anderen Substanzen, u.a. auch mit molekularem Sauerstoff, so dass Ozon entsteht (O O2 Î O3). Die Ozonschicht schützt uns vor UV-C-Strahlung, weil sich Ozon mit Hilfe dieser Strahlen bildet. Der Abbau von Ozon: die Vor-Chlor-Zeit Zur Aufspaltung von O3 zu O2 O braucht es die UV-B-Strahlung des Sonnenlichts. Nun passiert das Gegenteil der Ozon-Bildung. Die UV-B-Strahlung spaltet die Ozonmoleküle auf und wird dabei abgeschwächt. Die Sauerstoff-Atome, welche jetzt vorhanden sind, können sich wieder zu Ozon zusammensetzen. Die Ozonschicht schützt uns vor UV-B-Strahlung, weil sich Ozon mit Hilfe dieser Strahlen zersetzt. Der Abbau von Ozon: die Nach-Chlor-Zeit Zum schnellen Abbau von O3 braucht es die UV-B-Strahlung des Sonnenlichts, Temperaturen von -80C und Chlor-Atome. Diese Bedingungen finden wir 25km über dem Südpol, am Ende einer 180tägigen Nacht, wenn die Sonne aufgeht. Nun bleiben die Sauerstoffatome nicht unter sich, sondern binden sich an die Chlor-Atome, eine Neubildung von Ozon ist nicht mehr möglich. Warum hat es über dem Südpol Chlor? Die Erde ist von Windgürteln, von immer gleichen Winden, die den ganzen Planeten umspannen umgeben. Das Chlor am Südpol gelangt in den Industrieländern in Europa und Amerika als Gas in die Atmosphäre. Durch die Sonnenwärme steigen sie, wie auch der Wasserdampf, immer höher. Mit den Winden gelangen diese Gase zum Südpol, und dort werden sie vom Wind eingeschlossen. Wie gelangt das Ozonloch nach Australien? Nach der Polarnacht verändern sich die Windverhältnisse über dem Südpol. Das Ozonloch wandert mit dem Wind nordwärts und erreicht nach mehreren Wochen Australien. Bald ist aber wieder Südwinter und das Ozonloch wird wieder in die Antarktis zurückgesogen.