Ozonzerstörer nachgewiesen

Karlsruhe (ND). Wissenschaftlern vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es erstmals gelungen, aus gemessenen Infrarotspektren eine kurzlebige Chlorverbindung nachzuweisen, der nach der vorherrschenden Theorie eine Schlüsselrolle bei der Zerstörung des Ozons in der Stratosphäre zufällt. Die Messungen widerlegen die aufgrund von Labormessungen geäußerten Zweifel von US-Wissenschaftlern an den etablierten Modellen der Ozonchemie.

Das Ozonloch über der Antarktis und die zerstörerische Rolle, die dabei die Fluor-Chlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und ihre Abbauprodukte spielen, sind sowohl ein Synonym für globale Umweltprobleme als auch für deren Lösung durch weltweite Abkommen geworden. Die wissenschaftliche Grundlagenforschung zur Ozonchemie in der Atmosphäre bildete dabei die Basis für internationale Verträge wie das Montreal-Protokoll von 1987, welches die FCKW-Produktion einschränkt. Tatsächlich konnte der Chlorgehalt der Atmosphäre und damit das Ozonzerstörungspotenzial dadurch gesenkt werden.

Wissenschaftlern des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) ist es nun erstmals gelungen, das Chlormonoxid-Dimer (ClOOCl) nachzuweisen. Dieser sehr instabilen Chlorverbindung kommt eine zentrale Bedeutung in der stratosphärischen Ozonzerstörung am Ende des arktischen Winters zu. Aus ClOOCl kann im polaren Winter nach Sonnenaufgang sehr schnell atomares Chlor gebildet werden, welches Ozon katalytisch abbauen kann. Die Stärke des durch kurzwelliges Sonnenlicht hervorgerufenen Zerfalls von ClOOCl bestimmt dabei die Stärke des stratosphärischen polaren Ozonabbaus.

Das Verständnis der Prozesse, die bei der ozonzerstörenden Chlorchemie in der Atmosphäre dominieren, wurde jedoch durch Labormessungen einer amerikanischen Forschergruppe um Francis D. Pope vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena (Kalifornien) in Frage gestellt. Aus deren Labormessungen ging hervor, dass der durch Sonnenlicht hervorgerufene Zerfall von ClOOCl kleiner ist als der von anderen Arbeitsgruppen errechnete Zerfall. Dadurch würde auch der Ozonabbau schwächer ausfallen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass stratosphärische Chemie-Modelle den tatsächlich gemessenen Ozonabbau mit diesen Labormessungen deutlich unterschätzen. Die damaligen Ergebnisse warfen die Frage auf, ob nicht eine Ursache der Ozonzerstörung übersehen worden sei, denn der tatsächliche Ozonabbau liegt über den Werten, die mit dem vermeintlich langsameren ClOOCl-Zerfall erreichbar wären.

»Die Atmosphärenmessungen der KIT-Forscher über Nordskandinavien mit einem ballongetragenen Infrarot-Spektrometer MIPAS-B in Höhen von mehr als 20 Kilometern widerlegen klar die Zweifel der amerikanischen Wissenschaftler und bestätigen die bestehenden Modelle der polaren Ozonchemie«, betont IMK-Wissenschaftler Gerald Wetzel.