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Bild: Kostiantyn Li

Klima & Energie

Das Ozonloch hat sich diesmal sehr früh geöffnet – das könnte an einem Vulkan liegen

Durch eine Eruption im Tonga-Archipel gelangten riesige Mengen Wasserdampf in die Stratosphäre. Das hat womöglich die Zerstörung von Ozon gefördert. Der frühe Ozonabbau hat aber auch andere Ursachen.

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Auf der Südhalbkugel beginnt gerade der Frühling. In dieser Zeit öffnet sich über der Antarktis seit vielen Jahren immer ein Ozonloch. Diesmal habe der Ozonabbau allerdings mehrere Wochen früher begonnen als gewöhnlich, sagt der Meteorologe Gabriel Chiodo, der an der ETH Zürich Atmosphärenchemie lehrt. «Das ist speziell.» Seitdem diskutieren Wissenschafter darüber, was die Ursache sein könnte.

Das Ozonloch gelangt nur noch selten in die Schlagzeilen, dabei ist das Problem noch lange nicht gelöst. Aufgrund menschlicher Aktivitäten wurden in der Vergangenheit etliche langlebige chlor- und bromhaltige Gase freigesetzt. Sie lösen chemische Reaktionen aus, an deren Ende Ozon in der Stratosphäre zerstört wird – einer Luftschicht, die sich zwischen 10 und 50 Kilometern Höhe befindet. Besonders gross ist dieses Problem über der Antarktis, wo sich seither jeden Frühling ein Ozonloch bildet, sobald die ersten Sonnenstrahlen die chemischen Reaktionen in Gang setzen.

Das Montrealer Protokoll von 1987 und die Nachfolgeabkommen sollen langfristig dazu führen, dass sich die Ozonschicht wieder erholt. Dazu wurde die Produktion der ozonzerstörenden Substanzen – darunter etwa die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) – verboten.

Schon Anfang September fehlte eine Menge Ozon

Die Massnahmen erreichen grundsätzlich ihren Zweck: Die Menge der ozonzerstörenden Substanzen in der Atmosphäre sinkt seit Jahren. Doch darauf, dass sich das Ozonloch schliesst, muss man weiterhin warten.

Wissenschafter vermögen zwar schon erste Anzeichen einer beginnenden Erholung erkennen. Diese Anzeichen sind aber subtil, die Erholung geht sehr langsam voran. In den vergangenen drei Jahren bildete sich jeweils ein relativ grosses Ozonloch.

In diesem Jahr wirkt die Entwicklung noch erstaunlicher. Am 9. September fehlten in der polaren Stratosphäre bereits knapp 20 Millionen Tonnen Ozon (siehe Grafik), deutlich mehr als in den Vorjahren. Immerhin hat sich der Ozonabbau nach dem rasanten Beginn im August ein wenig verlangsamt.

Die diesjährige Entwicklung sei rätselhaft und sicherlich interessant, sagt die Chemikerin Laura Revell von der University of Canterbury in Christchurch, Neuseeland. Wie gross das Ozonloch werde, hänge allerdings von vielen Faktoren ab. Obwohl sich das Ozonloch im laufenden Jahr besonders früh geöffnet hat, sieht sie keinen Grund zur Besorgnis.

Es kursieren mehrere Thesen, die erklären könnten, warum der Abbau von Ozon in diesem Jahr so früh begonnen hat. Schon sehr lange bekannt ist, dass der vom Menschen verursachte Treibhauseffekt zwar die Luft am Boden erwärmt, aber die Luft in der Stratosphäre abkühlt. Ist aber die Luft hoch über der Antarktis kälter als sonst, bilden sich dort leichter die speziellen stratosphärischen Wolken, in denen Ozon zerstört wird.

Ein Vulkan könnte den Ozonabbau gefördert haben

Eine andere These lautet, dass eine Vulkaneruption zu der frühen Bildung des Ozonlochs beigetragen haben könnte. Im Januar 2022 brach ein Vulkan im Inselstaat Tonga aus, der den umständlichen Namen Hunga Tonga-Hunga Ha’apai trägt.

Normalerweise produzieren explosive Vulkanausbrüche grosse Mengen an schwefelhaltigen Partikeln, die bis in die Stratosphäre gelangen können. In diesem Fall aber war die Partikelproduktion eher gering. Vielmehr pustete die Eruption ungefähr 50 Millionen Tonnen Wasserdampf in die Stratosphäre, was auch daran lag, dass es sich um einen Unterwasservulkan handelte.

Der Wasseranteil in der Stratosphäre stieg dadurch um rund 10 Prozent. Dort oben hat Wasserdampf eine abkühlende Wirkung. Laut Chiodo und Revell kann die Zufuhr von Wasserdampf die Bildung von Wolken aus Eiskristallen verstärken. Das wiederum erleichtert die chemischen Reaktionen, die zum Abbau von Ozon führen. Auch eine neue Studie australischer Forscher, die noch nicht begutachtet worden ist, stützt diese Mutmassung.

Wasserdampf hält sich lange in der Stratosphäre

«Noch ist die Erklärung mit dem Vulkanausbruch eine Hypothese», sagt der ETH-Forscher. Es sei aber gut möglich, dass die Wirkung des zusätzlichen Wasserdampfs mindestens für die nächsten fünf bis zehn Jahre andauern werde. Denn bis der Wasserdampf wieder aus der Stratosphäre verschwinde, dauere es seine Zeit.

Allerdings könnte auch der Zufall einen grossen Einfluss auf den starken Ozonabbau dieses Jahres gehabt haben. Je nach Wetterbedingungen wird mal mehr, mal weniger Ozon zerstört. In diesem Jahr ist der Polarwirbel, ein grosser kalter Luftwirbel über der Antarktis, relativ stark ausgeprägt, was den Ozonabbau begünstigt.

Bis sich die Ozonschicht wieder vollständig erholt haben werde, dürften noch rund 50 Jahre vergehen, sagt Chiodo. Die Lebensdauer der ozonzerstörenden Substanzen sei sehr lang.

Sven Titz, «Neue Zürcher Zeitung» (12.09.2023)

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