Pesquisadores da NASA compartilham perspectiva sobre elementos-chave da recuperação da camada de ozônio

Todos os anos, os compostos que destroem a camada de ozônio na atmosfera superior destroem a camada protetora de ozônio e, em particular, a Antártica. A camada de ozônio atua como protetor solar da Terra, absorvendo radiação ultravioleta prejudicial da luz solar que pode causar câncer de pele e danificar plantas, entre outros efeitos nocivos para a vida na Terra. Embora estes diferentes compostos liberem cada um de cloro ou brometo reativo, os dois ingredientes ativos que destroem o ozônio, durante uma série de reações químicas, as moléculas têm uma variedade de vidas diferentes na atmosfera que podem afetar seu impacto final sobre a camada de ozônio e sua recuperação futura.

Em uma peça Perspective que aparece na edição de 8 de dezembro da Science, os pesquisadores da NASA discutem as nuances que distinguem três categorias de compostos e seus impactos sobre o ozônio atmosférico superior: compostos duradouros e produzidos a seres humanos, compostos de curta duração e compostos humanos  e compostos que são de curta duração e naturalmente emitidos pelo oceano. Todos os efeitos duradouros e alguns dos compostos antropogênicos de curta duração são controlados pelo Protocolo de Montreal, a fim de reduzir seu impacto sobre o ozônio. Os pesquisadores descobrem que os compostos duradouros ainda dominam as perspectivas de recuperação de ozônio.

Esta discussão é parte de um debate científico em curso sobre o impacto de compostos de curta duração que destroem o ozônio que permanecem na atmosfera por menos de seis meses, cujas emissões produzidas pelo homem aumentaram. É relevante para o trabalho realizado pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente que administra o Protocolo de Montreal e suas emendas, o acordo global seminal para proibir e eliminar os compostos destruidores de ozônio. Atualmente, apenas as substâncias que destroem o ozônio com períodos de vida atmosféricos que variam de um ano a mais de 100 anos são controladas porque permanecem na atmosfera o suficiente para alcançar a atmosfera superior, chamada de estratosfera. Os compostos de curta duração não estão regulados, pois seus impactos são menos significativos.

Esta discussão é parte de um debate científico em curso sobre o impacto de compostos de curta duração que destroem o ozônio que permanecem na atmosfera por menos de seis meses, cujas emissões produzidas pelo homem aumentaram. É relevante para o trabalho realizado pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente que administra o Protocolo de Montreal e suas emendas, o acordo global seminal para proibir e eliminar os compostos destruidores de ozônio. Atualmente, apenas as substâncias que destroem o ozônio com períodos de vida atmosféricos que variam de um ano a mais de 100 anos são controladas porque permanecem na atmosfera o suficiente para alcançar a atmosfera superior, chamada de estratosfera. Os compostos de curta duração não estão regulados, pois seus impactos são menos significativos.

“O Protocolo de Montreal tem sido 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 eliminam a camada de ozônio pararam de crescer na atmosfera em meados da década de 1990, e diminuíram quase a taxa esperada. A camada de ozônio mostra pistas de cura.

No entanto, as substâncias controladas de longa duração, a maioria lançada antes de 1987, deverão ainda incluir 56 por cento do cloro e do bromo estratosféricos totais em 2050, de acordo com Liang e a análise de seus colegas. Em contraste, espera-se que apenas quatro por cento de cloro e bromo sejam provenientes de compostos que não destroem a camada de ozônio. O restante do cloro e do bromo em 2050 virá de compostos naturalmente emitidos pelo oceano. Mas, à medida que as temperaturas do oceano aumentam devido ao aquecimento climático, suas taxas de emissão poderiam aumentar em 20% entre 2010 e 2100. Uma fonte adicional de compostos naturais que destroem a camada de ozônio são os incêndios florestais, tanto naturais como humanos.

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

Se uma substância atinge a estratosfera ou não é o principal fator que determina qual categoria de compostos se preocupar, disse a co-autora Susan Strahan da NASA Goddard. Quanto maior o tempo de vida de uma substância que esgota o ozônio, mais tempo estará por perto para atingir a estratosfera e destruir o ozônio. As substâncias de curta duração, por outro lado, terão um efeito mínimo sobre o atraso na recuperação do ozônio, porque eles são mais propensos a se degradar antes de atingir a estratosfera, disse ela.

Uma dessas substâncias denominadas diclorometano passou por um exame recente devido ao aumento das taxas de emissão nos últimos anos. É um substituto versátil para muitos produtos químicos proibidos na indústria. O diclorometano quebra a atmosfera em cerca de quatro meses e seus produtos de degradação prejudiciais são completamente removidos da atmosfera dentro de alguns anos de suas emissões.

“Por sua natureza de vida muito curta, e o cenário improvável das emissões mantendo uma alta taxa de crescimento, é altamente improvável que o diclorometano tenha um grande impacto na camada de ozônio”, disse Liang. A Liang acredita que sua taxa de emissão mata uma vez que as indústrias atingem sua capacidade de carga com base na demanda econômica.

Além disso, substâncias industriais de curta duração que destroem a camada de ozônio emitidas em terra, muitas vezes nas latitudes médias, têm jornada de quatro a seis meses para a estratosfera. Isso é um pouco mais longo do que suas vidas e permite mais tempo para serem destruídos ou lavados pela chuva antes de chegarem à camada de ozônio, disse Liang.

Os compostos de bromo de curta duração naturalmente liberados da superfície do oceano, no entanto, têm um impacto mais pronunciado sobre o ozônio do que os seus primos industriais de curta duração. Como eles são liberados em grandes quantidades de oceanos tropicais, eles são rapidamente submetidos a tempestades tropicais na estratosfera dentro de um mês ou dois, onde eles podem destruir o ozônio durante uma maior parcela de suas vidas.

“O outro fator principal é a mudança climática. À medida que os oceanos tropicais são quentes, as emissões naturais de brometo de metilbromo e outras espécies bromadas de curta duração vão aumentar”, disse Strahan. “E você não pode desligar isso. À medida que o oceano se aquece, o aumento das emissões continua”.

Também são preocupantes os produtos químicos proibidos que continuam a entrar e se acumulam na atmosfera. Um exemplo é o tetracloreto de carbono, que é regulado pelo Protocolo de Montreal e tem uma vida de 33 anos na atmosfera. Embora sua produção, uso e destruição sejam monitorados e relatados com precisão, ele também se forma como subproduto nas linhas de produção de clorofórmio e diclorometano. Por ser altamente volátil, tem emissões não intencionais que escapam para a atmosfera, disse Liang. É provável que não seja a única substância regulada para a camada de ozônio que se esgueirar sem contabilidade da linha de produção de outros produtos químicos.

Liang e Strahan basearam sua análise em uma combinação de simulações de modelos de computador da atmosfera e medidas das concentrações dos produtos químicos que destroem o 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 de suas fontes no solo através de sua jornada até a atmosfera superior. O modelo é apoiado por observações de satélites, redes terrestres que medem substâncias químicas que destroem a camada de ozônio no mundo real e por observações de duas décadas de campanhas de campo da aeronave da NASA, incluindo a mais recente Experiência Tropopause Tropical Aerotransportada (ATTREX) em 2013 e Levantamento atmosférico global da Tomografia Atmosférica (ATom), que realizou três implantações desde 2016.

Para ler o artigo, visite: http://science.sciencemag.org/content/358/6368/1257

Qing Liang e Susan Strahan estão afiliadas à Associação de Pesquisa Espacial das Universidades.

Os cientistas estão monitorando de perto os sinais positivos de recuperação da camada de ozônio estratosférico da Terra, que é esgotada pelo uso de produtos químicos chamados clorofluorocarbonos (CFCs) para uma variedade de fins industriais e comerciais

Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA / Jefferson Beck