Umstrittenes Ozon-Orakel

von Hans-Arthur Marsiske

US-Forscher verkünden neuerdings, das Ozonloch beginne, sich zu schließen. Jüngste Untersuchungen zeigen jedoch: Grund für eine Entwarnung gibt es noch nicht.

Es sollte ausnahmsweise mal eine schöne Überraschung in der Geschichte des Ozonlochs werden. Rechtzeitig zum Tag des Ozons, mit dem kürzlich an die Verabschiedung des Montreal-Protokolls 1987 zum Schutz der Ozonschicht erinnert wurde, meldete ein US-Forscherteam, die stratosphärische Ozonschicht beginne bereits, sich zu erholen. Bis 2050 könne sie sich komplett regeneriert haben.

Nicht alle Wissenschaftler teilen allerdings diese Zuversicht. "Ich staune immer wieder, wie vor allem Kollegen in den USA fast schon mit Gewalt versuchen, eine Erholung nachzuweisen", sagt Herbert Fischer, Leiter des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung am Forschungszentrum Karlsruhe. "Wir können solche Erholungstendenzen nicht erkennen. Dazu gibt es noch zu große Unsicherheiten."

Die Geschichte der Erforschung der stratosphärischen Ozonschicht, die das Leben auf der Erde vor der UV-Strahlung der Sonne schützt, zeigt, dass bei dem Thema ohnehin Vorsicht geboten ist.

Das beginnt schon mit der Entdeckung des Ozonlochs selbst. Anfang der 80er Jahre maßen britische Forscher mit bodengestützten Sensoren extrem niedrige Ozonwerte über der Antarktis. Doch sie zögerten mehrere Jahre mit der Veröffentlichung. Sie zweifelten an der Zuverlässigkeit ihrer Messgeräte, denn die Daten des US-Satelliten "Nimbus-7" zeigten ganz andere Werte. Später stellte sich heraus, dass auch "Nimbus-7" den Rückgang des Ozons in der Stratosphäre registriert hatte. Die extremen Werte waren aber zunächst als Messfehler missdeutet und herausgefiltert worden.

Warnungen schon in den 70er Jahren

Dabei hatte es schon in den 70er Jahren Warnungen vor einer Bedrohung der Ozonschicht durch industriell produzierte Halogenkohlenwasserstoffe gegeben. Die Chemiker Sherwood Rowland und Mario Molina hatten damals belegt, wie die in Kühlschränken, Spraydosen und Feuerlöschern verwendeten Substanzen in die Stratosphäre aufsteigen und dort durch UV-Strahlung gespaltet werden. Ein einzelnes dadurch freigesetztes Chloratom kann mehrere Zehntausend Ozonmoleküle zerstören, bevor es aus der Stratosphäre verschwindet.

Dennoch war das Ozonloch über der Antarktis selbst für Molina eine Überraschung, wie er später offen zugab: "Wir hatten ursprünglich vorausgesagt, dass der durch Chlor verursachte Ozonabbau vorwiegend in mittleren und niedrigen Breitengraden erfolgen würde. Die Forscher ermittelten jedoch rasch, dass der entscheidende Faktor woanders zu suchen sei - in jenen Wolken, die sich bei extrem niedrigen Temperaturen während der Winter- und Frühlingsmonate über den Polen bilden. Diese Stratosphärenwolken bestehen aus ein bis zehn Mikrometer großen Partikeln, auf deren Oberflächen die zerstörerischen chemischen Prozesse beschleunigt ablaufen. Solche von Eis geförderten Reaktionen bei Temperaturen von bis zu minus 93 Grad Celsius seien völlig unerwartet gewesen, so Molina. Niemand hatte bis dahin ähnliches beobachtet.

Beträchtliche Wissenslücken

Unklar ist, welche Überraschungen die Ozonschicht in Zukunft noch bereit hält. Denn das Wissen über Ozon-relevante Prozesse auf den polaren Wolkenpartikeln weise noch immer "beträchtliche Lücken" auf, sagt Fischer. Gerade erst hat sein Team erstmals eine Untersuchung polarer Stratosphärenwolken mithilfe des europäischen Satelliten "Envisat" abgeschlossen, in der die Forscher diese Wolken erstmals zeitlich und räumlich vermessen haben. Ihre Befunde zeigen, wie unterschiedlich sich diese Wolken entwickeln können: Mal sind sie mit Salpetersäure vermengt, mal mit Schwefelsäure - was ganz verschiedene Folgen für das Tempo des Ozonabbaus hat. Das Hauptproblem bei der Prognose der Entwicklung der Ozonschicht sei, so Fischer, den Einfluss des Treibhauseffekts auf die Chemie in der Stratosphäre richtig einzuschätzen. Anders als die bodennahen Luftschichten, die sich durch den Treibhauseffekt erwärmen, wird für die Stratosphäre eine Abkühlung erwartet. Dadurch würden die polaren Stratosphärenwolken zunehmen, was wiederum den Ozonabbau begünstige. Für Fischer ist daher fraglich, ob der Zustand von 1980 jemals wieder hergestellt werden kann.

"Es wird nicht mehr schlechter"

Eines steht indes fest: Das Montreal-Protokoll, das die Produktion und Verbreitung von Halogenkohlenwasserstoffen drastisch einschränkte, hat eine Stabilisierung des Ozongehalts in der Atmosphäre bewirkt. Das heißt, "es wird nicht mehr schlechter", sagt Fischer. Wann die Ozonschicht wieder geheilt sein könnte, lasse sich jedoch nicht genau bestimmen. Eine bessere Abschätzung erhofft sich der Forscher von einem verbesserten Klimamodell, in das sein Team derzeit die Envisat-Daten einarbeitet.

Doch auch dann werden Unwägbarkeiten bleiben. Denn neben industriell hergestellten Ozonkillern gibt es natürliche Quellen von Halogenkohlenwasserstoffen. Sie werden nicht nur bei schweren Vulkanausbrüchen frei. Auch manche Pflanzen wie Raps oder Kartoffeln geben Ozon schädigende Stoffe ab. So ist es nicht ausgeschlossen, dass eine intensivere Nutzung von Raps als Öko-Treibstoff zwar den Ausstoß von Kohlendioxid und damit den Treibhauseffekt mindert. Zugleich aber könnte die vermeintlich umweltfreundliche Technologie zu einer erneuten Gefährdung der Ozonschicht führen. Selbst wenn es also eines Tages tatsächlich gelingen sollte, das Ozonloch zu stopfen, wäre das kein Grund für eine Entwarnung.

Janusköpfiges Molekül

Ozon ist ein aus drei Sauerstoffatomen bestehendes, instabiles Molekül. In der Stratosphäre ist es erwünscht, weil es dort das gefährliche UV-Licht der Sonne absorbiert. Die höchste Dichte von Ozon befindet sich in gut 20 Kilometern Höhe.

In Erdnähe wirkt Ozon jedoch als Umweltgift. In hohen Konzentrationen reizt es die Atemwege, führt zu erhöhter Korrosion und fördert das Baumsterben.