Dass Ozon in der Stratosphäre (in 15 bis 50 Kilometer Höhe) speziell über der Antarktis abgebaut wird, ist schon lange bekannt. Verantwortlich dafür sind vor allem anthropogene Emissionen von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW), die nach der Entdeckung des Ozonlochs 1985 schrittweise verboten wurden.
Ähnliche – allerdings kurzlebigere – Ozonabbauereignisse werden auch in der Troposphäre, also nahe der Erdoberfläche, beobachtet. Bisher machte man neben dem Sonnenlicht vor allem Brom dafür verantwortlich. Der regelmäßige, nahezu vollständige Ozonabbau im März, April und Mai fällt mit der „Brom-Explosion“ zusammen: stark steigende Werten von Bromoxid in der Atmosphäre. In den übrigen Monaten mit Tageslicht sinken die Bromwerte wieder unter die Nachweisgrenze.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen nun im Fachjournal „Nature Geosciences“, dass auch Jod wesentlich zur Zerstörung des arktischen Ozons beiträgt. Sie stützten sich dabei auf Messungen auf dem deutschen Forschungsschiff „Polarstern“.
Herkunft von Jod in Atmosphäre „noch unklar“
Sowohl Brom als auch Jod sind im Meerwasser reichlich vorhanden. „Allerdings ist nach wie vor sehr umstritten wie diese in die Atmosphäre gelangen“, erklärte der an der Studie beteiligte Meteorologe Andreas Stohl von der Universität Wien gegenüber der APA. Bei Brom scheine es einen Zusammenhang mit dem Meereis zu geben, wobei vermutlich vor allem Schmelzwasser auf dem Eis, wo die Konzentration von Salzen erhöht ist, eine Rolle spielt. Woher das Jod komme, sei noch unklar – letztlich aus dem Meer, aber ob es vor allem aus dem offenen Meer stamme, oder etwa auch aus Schmelzwasser, sei noch nicht so klar.
Im Zuge der MOSAiC-Expedition mit der „Polarstern“ wurden von März bis Oktober 2020 Messungen in der Atmosphäre durchgeführt, um den Anteil eines anderen Elements aus der Gruppe der Halogene – nämlich Jod – an den Ozonabbauprozessen zu untersuchen. Das Schiff war 2019 von Norwegen aus ausgelaufen und hat sich ein Jahr lang – eingeschlossen im Eis – durch den Arktischen Ozean treiben lassen.
Jodbelastung wird weiter steigen
Das Forschungsteam um Alfonso Saiz-Lopez vom Instituto de Química Física Rocasolano in Madrid und Anoop Mahajan vom Indian Institute of Tropical Meteorology zeigen in der nun veröffentlichten Arbeit, dass Jod den Abbau von Ozon in der Troposphäre verstärkt. Demnach liefert die chemische Reaktion zwischen Jod und Ozon – nach der durch Licht verursachten Spaltung der Ozonmoleküle – den zweithöchsten Beitrag zum oberflächennahen Ozonverlust, noch vor dem Anteil von Brom.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Jodbelastung in der Atmosphäre künftig weiter steigen wird. Grund dafür sind erhöhte anthropogene Jodemissionen sowie die in naher Zukunft erwartete weitere Abnahme des arktischen Meereises. Damit könnte die Jodchemie in Zukunft eine immer wichtigere Rolle spielen und sollte für eine genaue Quantifizierung des Ozonhaushalts in der Arktis berücksichtigt werden.