สารเคมีอุตสาหกรรม! ทำ ‘ชั้นโอโซนของโลก’ เสื่อมสภาพเร็วกว่าที่คาด

ผลการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences ชี้ว่า ชั้นโอโซนของโลกเริ่มเสื่อมสภาพเร็วกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้หลายสิบปี โดยอาจเริ่มเกิดสัญญาณความเสียหายตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1950 หรือเกือบ 30 ปีก่อนการค้นพบหลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกาหรือขั้วโลกใต้ในปี 1985  ซึ่งเปลี่ยนมุมมองของผู้คนที่มีต่อปัญหามลพิษทางอากาศและการทำลายชั้นบรรยากาศของโลก

การค้นพบหลุมโอโซนในปี 1985 นำไปสู่ความร่วมมือระดับโลกในการลดการใช้สารเคมีที่ทำลายชั้นโอโซน โดยเฉพาะสารเคมีในกลุ่มคลอโรฟลูออโรคาร์บอน หรือ CFCs ที่ถูกใช้ในอุตสาหกรรมทำความเย็นและสเปรย์ต่าง ๆ จนนำไปสู่การบรรลุข้อตกลงมอนทรีออล (Montreal Protocol) ในปี 1987 ที่ถือเป็นหนึ่งในข้อตกลงด้านสิ่งแวดล้อมที่ประสบความสำเร็จที่สุดของโลก

ปัจจุบัน ชั้นโอโซนเริ่มฟื้นตัวจากการดำเนินมาตรการต่างๆ ของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาล่าสุดของทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) และสถาบันอื่นๆ อีกหลายแห่ง ชี้ให้เห็นว่าความเสียหายต่อชั้นโอโซนของโลกอาจเริ่มเกิดขึ้นเร็วกว่าที่เคยรับรู้มาก่อน

คำเตือนที่ซ่อนอยู่จากยุค 1950

การศึกษานี้ได้ตั้งประเด็นคำถามง่ายๆ ว่า นักวิทยาศาสตร์จะสามารถตรวจพบการเปลี่ยนแปลงของชั้นโอโซนได้ตั้งแต่เมื่อใด หากโลกมีดาวเทียมสมัยใหม่ แบบจำลองคอมพิวเตอร์ และระบบตรวจวัดสภาพชั้นบรรยากาศแบบปัจจุบันใช้งานตลอดช่วงศตวรรษที่ผ่านมา

ทีมนักวิจัยจำลองสภาวะทางเคมีของชั้นบรรยากาศโลกย้อนหลังไปในช่วงเวลาหลายทศวรรษ และพบว่า สัญญาณแรกเริ่มที่ตรวจพบได้ของการลดลงของชั้นโอโซนอันเนื่องมาจากกิจกรรมของมนุษย์นั้น อาจปรากฏให้เห็นตั้งแต่ปี 1957 หรือเกือบ 30 ปีก่อนการค้นพบหลุมโอโซน ซึ่งเร็วกว่าที่เคยเชื่อกันอย่างมาก

ที่น่าประหลาดใจคือ สัญญาณแรกไม่ได้ปรากฏขึ้นเหนือทวีปแอนตาร์กติกา แต่กลับปรากฏชัดในชั้นบรรยากาศระดับสูงหนือบริเวณเขตร้อน

ตัวการใหม่ที่คาดไม่ถึง

หนึ่งในประเด็นสำคัญของงานวิจัยคือการค้นพบว่า สารเคมีที่อาจเป็นตัวการทำลายชั้นโอโซนในระยะแรกไม่ใช่ CFCs อย่างที่เคยเชื่อกัน แต่เป็นคาร์บอนเตตระคลอไรด์ (Carbon tetrachloride)

เจียน กวน (Jian Guan) นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากภาควิชาวิทยาศาสตร์โลก บรรยากาศ และดาวเคราะห์ (EAPS) ของ MIT กล่าวว่า สิ่งที่เรียนรู้จากตำราคือ CFCs เป็นสาเหตุของการทำลายชั้นโอโซน แต่ผลการศึกษาชี้ว่า ยังมีสารอีกชนิดที่ทำให้เกิดการลดลงของโอโซนก่อนหน้านั้น ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจมาก

สารคาร์บอนเตตระคลอไรด์ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในช่วงทศวรรษ 1930 ในอุตสาหกรรมซักแห้งและเป็นตัวทำละลายสำหรับล้างไขมันในเครื่องจักร ก่อนจะเริ่มสะสมในชั้นบรรยากาศตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1940

ชั้นโอโซน: เกราะป้องกันสำคัญของโลก

ชั้นโอโซนในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจน 3 อะตอม ทำหน้าที่สำคัญในการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ หากไม่มีชั้นโอโซน โลกจะเผชิญความเสี่ยงสูงขึ้นต่อการเกิดโรคมะเร็งผิวหนัง ต้อกระจก และผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่น พืช ป่าไม้ และระบบนิเวศทางทะเล

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่า เมื่อแสงแดดทำลายโมเลกุล CFCs อะตอมของคลอรีนจะถูกปล่อยขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ ซึ่งจะไปทำลายโมเลกุลของโอโซนซ้ำ ๆ อย่างต่อเนื่อง

หลักฐานจากแกนน้ำแข็งโบราณ

งานวิจัยนี้ยังใช้ข้อมูลจากแกนน้ำแข็ง (Ice Cores) ชั้นน้ำแข็งที่กักเก็บฟองอากาศโบราณไว้ภายใน ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถย้อนดูองค์ประกอบของบรรยากาศในอดีตได้

ศาสตราจารย์ซูซาน โซโลมอน (Susan Solomon) จากสถาบัน MIT อธิบายว่า ข้อมูลจากแกนน้ำแข็งแสดงให้เห็นว่าระดับของคาร์บอนเตตระคลอไรด์เริ่มเพิ่มขึ้นตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1940 ซึ่งสอดคล้องกับการใช้งานสารชนิดนี้ที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมยุคนั้น

สัญญาณแรกจากเขตร้อน

นักวิจัยพบว่าการสูญเสียของโอโซนน่าจะเกิดขึ้นทั่วโลก แต่ปรากฏให้เห็นชัดเจนที่สุดบริเวณชั้นบรรยากาศเหนือเขตร้อน เนื่องจากมีความผันแปรตามธรรมชาติค่อนข้างน้อย ทำให้สัญญาณที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์ปรากฏเด่นชัดกว่า

การใช้แบบจำลองสมัยใหม่ร่วมกับข้อมูลอุตสาหกรรมและข้อมูลธรรมชาติ เช่น การปะทุของภูเขาไฟและปรากฏการณ์เอลนีโญ ช่วยให้นักวิจัยสามารถแยกผลกระทบจากธรรมชาติออกจากมลพิษที่เกิดจากมนุษย์ได้

ผลการจำลองชี้ว่า สัญญาณการเสื่อมสภาพของโอโซนที่สามารถตรวจพบได้ครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1957

ความท้าทายในอนาคต

แม้ปัจจุบันทั่วโลกจะลดการใช้คาร์บอนเตตระคลอไรด์และสาร CFCs ลงอย่างมากแล้วภายใต้ข้อตกลงมอนทรีออล แต่สารเหล่านี้ยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศได้ยาวนานหลายสิบปี ทำให้การฟื้นตัวของโอโซนต้องใช้เวลา

นักวิทยาศาสตร์ย้ำว่า แม้แนวโน้มปัจจุบันของชั้นโอโซนจะดีขึ้น แต่การติดตามตรวจสอบยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้มั่นใจว่าชั้นบรรยากาศของโลกฟื้นตัวตามที่คาดการณ์ไว้ และไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้นอีก

ที่มา: Earth.com

https://www.earth.com/news/earths-ozone-layer-started-thinning-decades-earlier-than-we-realized/

Credit ภาพ: Reuters & NASA