クロロフルオロカーボン (CFC) が禁止されて以来、地球のオゾン層はゆっくりと回復してきました。しかし、奇妙なことに、この重要な保護層の一部が著しく遅れています。今回、研究者らはこの再生の遅れの理由を発見したかもしれない。彼らの測定により、高層大気中へのヨウ素の輸送が増加していることが明らかになった。科学者らの報告によると、このハロゲンにはオゾン層破壊作用もあるため、明らかに下層オゾン層の再生を遅らせるようです。矛盾しているのは、地上のオゾンによる大気汚染の増加がその影響の原因である可能性があるということです。
地球のオゾン層は、有害な紫外線に対する私たちの最も重要な保護です。しかし、塩素含有推進剤やその他のハロゲン化炭化水素の排出により、成層圏のこの保護層は薄くなり、穴だらけになりました。このことが認識された後、長寿命クロロフルオロカーボン (CFC) は 1987 年のモントリオール議定書により世界中で禁止され、良い影響をもたらしました。それ以来、オゾン層は目に見えて回復し、南極のオゾンホールも縮小しています。しかし奇妙なことに、「成層圏上部ではオゾン層が再生の兆しを見せているが、成層圏下部のオゾンは不可解な理由で減少し続けている」とコロラド大学ボルダー校の主任著者ライナー・フォルカマー氏は報告している。考えられる原因としては、近年、特に中国で登録が増加しているテトラクロロメタンやトリクロロフルオロメタンなどの禁止フロン類の不法排出が考えられます。
オゾンキラーとしてのヨウ素
しかし、フォルカマー氏と彼のチームが現在報告しているように、別の説明もあります。彼らは、ハロゲンヨウ素が成層圏下部のオゾン層破壊の原因である可能性があるかどうかを調査しました。 「ヨウ素は、下層成層圏において塩素の600倍のオゾン破壊能力を持っていると推定されている」と彼らは報告している。どちらのハロゲンも、低温や太陽光の影響下でオゾン層破壊反応を促進する触媒として機能します。しかしこれまで、大気の下層からオゾン層にどれだけのヨウ素が到達するかはほとんど不明であった。 「そこにヨウ素が存在するに違いないことはわかっていましたが、それをより正確に測定することはできませんでした。測定機器の精度が十分ではありませんでした」とコロラド大学の筆頭著者セオドア・ケーニグ氏は説明する。しかし、それは今では変わりました。ケーニッヒ氏らは、特殊な光吸収分光法を使用して、数回の測定飛行中に成層圏下部のヨウ素含有量をより詳細に測定した。
分析の結果、成層圏に輸送されるヨウ素の割合は0.77兆分の1であり、一見すると極めて少ない量であることが判明した。これは、ボーデン湖への年間流入水全体に分配される水のボトル数本に匹敵します。しかし、ヨウ素には強力なオゾン層破壊効果があるため、研究者らがモデルシミュレーションを使用して判断したところ、この量でも成層圏のオゾンに測定可能な影響を与えるには十分である。 「その効果はオゾンを約 1.5 ～ 2% 削減するのに十分です」とケーニッヒ氏は説明します。この影響は、過去 20 年間のすべての短寿命臭素および塩素化合物の影響よりも 4 ～ 5 倍大きいです。
大気汚染はヨウ素の大気中への輸送を促進します
「興味深いのは、ヨウ素によって引き起こされるオゾンレベルの変化が、成層圏下部のオゾンが回復しない理由をもっともらしく説明できるほど高いということです」とフォルカマー氏は言う。 「これまで、これは対流圏と成層圏の間の空気交換の変化の結果であると考えられていました。私たちの測定結果は、化学的な説明もできることを示しています。」しかし、これはオゾン層を破壊するヨウ素がどこから来て、どのようにして成層圏に到達するのかという疑問を引き起こします。研究者らの説明によれば、逆説的だが、地上のオゾンの増加が重要な役割を果たす可能性がある。夏のスモッグとしても知られるこのオゾンは、大気汚染物質が太陽光に含まれる大気中の酸素と反応して生成されます。地上のオゾンが海に到達すると、海水と反応し、海中に溶けているヨウ素が大気中に運ばれる可能性があります。その後、このヨウ素は気流を通じて、一部はガスとして、一部は氷の粒子に結合して成層圏下部に到達します。
地上近くの大気汚染は、私たちの頭上にあるオゾン層にも測定可能な影響を与えます。 「これによってモントリオール議定書の成功事例が損なわれるわけではありませんが、依然として重要です」とケーニッヒ氏は強調する。成層圏のオゾンは、太陽の紫外線から私たちを守るだけでなく、地球の気候システムにも役割を果たしています。 「したがって、成層圏下部において人為的に強化されたヨウ素によって引き起こされる多様かつ複雑な気候フィードバックについては、さらに調査する必要がある」と研究者らは述べている。
出典: Theodore Koenig (コロラド大学ボールダー校) 他、米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.1916828117
