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Wie die Ozonschicht das Leben schützt

Der UV-Schutzmantel

Wir nähern uns weiter der Erde, inzwischen sind wir nur noch rund 25 Kilometer von der Erdoberfläche entfernt. Hier liegt ein weiterer Schutzschild der Erde: die Ozonschicht. Ohne sie wären wir der UV-Strahlung der Sonne ungeschützt ausgesetzt – mit fatalen Folgen.

Querschnitt durch die Ozonschicht der Erde, gemessen vom Suomi NPP Satelliten. Rötliche Farbtöne stehe für höhere Ozondichten. © NASA/NOAA

Schützendes Gleichgewicht

Das UV-Licht sorgt nicht nur für Hautbräune und Sonnenbrand, es schädigt auch das Erbgut der Hautzellen und kann so Falten, Hautkrebs und schwere Hautschäden verursachen. Die kurzwellige Strahlung stört zudem das Wachstum von Pflanzen und Tieren. Stirbt durch übermäßige UV-Strahlung das Meeresplankton ab, kann das ganze Ökosysteme und Nahrungsketten ins Wanken bringen.

Glücklicherweise hält die Ozonschicht einen Großteil der solaren UV-Strahlung von der Erdoberfläche fern. Vor allem die harte UV-C- und ein Großteil der UV-B-Strahlung werden von ihr absorbiert. Trifft die UV-Strahlung auf ein Ozonmolekül dann spaltet sie dieses dreiatomige Sauerstoffmolekül in normales O2 und ein freies, hochreaktives Sauerstoffatom O. Dabei wird die Strahlung absorbiert. Das freie Sauerstoffatom kann nun entweder durch Reaktion mit O2 neues Ozon bilden oder aber mit einem Ozonmolekül reagieren und dieses zu zwei normalen Sauerstoffmolekülen spalten.

Das antarkische Ozonloch im Jahr 2015 war zwar rekordverdächtig, dennoch befindet sich die Ozonschicht ingesamt auf dem Wege der Besserung. © NASA/GSFC

Chlor frisst an der Schutzschicht

Doch in dieses seit Jahrmillionen funktionierende Gleichgewicht haben wir Menschen eingegriffen: Durch die Emission chlorhaltiger Treibgase und anderer Halogenkohlenwasserstoffe haben wir in der Ozonschicht eine zerstörerische Kettenreaktion in Gang gesetzt. Vor allem dort, wo die Stratosphäre sehr kalt ist und polare Stratosphärenwolken vorkommen, wirken die freigesetzten Chloratome wie ein Katalysator: Sie spalten Ozon in normalen Sauerstoff und Chlormonoxid, dieses wiederum wandelt freie Sauerstoffatome in O2 um und setzt wieder Chlor frei – die Kettenreaktion geht weiter.

Welche Folgen dies hat, zeigte in den 1980er Jahren auf drastische Weise: Über der Antarktis bildete sich ein Loch in der Ozonschicht und auch in anderen Regionen war die Ozonschicht ausgedünnt. Um dem Einhalt zu gebieten, beschloss die internationale Staatengemeinschaft 1987 im Montreal-Protokoll, chlor- und bromhaltige ozonabbauende Substanzen zu verbieten oder ihre Produktion zumindest stark zu reduzieren.

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Ozonschwund noch heute

Doch durch die Langlebigkeit der Treibgase erleben wir selbst heute noch einen Ozonschwund – er ist ein Erbe der Emissionen, die bereits Jahrzehnte zurückliegen. Während das antarktische Ozonloch langsam kleiner wird, dünnt die Ozonschicht über der Nordpolarregion sogar zunehmend häufiger aus. So sorgte extreme Kälte im Frühjahr 2011 und fast auch 2016 für einen Rekord-Ozonschwund über der Arktis.

Schuld daran ist – auch wenn es paradox klingt – der Klimawandel. Denn er sorgt zwar in Bodennähe für eine deutliche Erwärmung, fördert aber gleichzeitig die Bildung kalter Polarwirbel in der Stratosphäre und fördert so den Ozonabbau.

Dennoch: Ohne das Montreal-Protokoll wäre alles noch schlimmer, wie Forscher 2015 in einem „Was wäre wenn„-Szenario belegten. Im Juni 2016 bestätigten neue Messungen dies: Demnach ist auch das antarktische Ozonloch inzwischen endgültig auf dem Weg der Heilung.

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Nadja Podbregar
Stand: 15.07.2016

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Planetarer Schutzschild
Wie die Erde ihre Bewohner schützt

Unsichtbarer Schutz
Der Großteil muss draußen bleiben

Gitternetz mit Plasmaschleudern
Der magnetische Schutzkäfig der Erde

Ring aus rasenden Teilchen
Der äußere Van-Allen-Gürtel

Tödlicher Schutz?
Wie gefährlich ist der Van-Allen-Gürtel wirklich?

Der Plasmaschild
Abrupte Barriere hält ultraschnelle Elektronen zurück

Geigerzähler und Zebrastreifen
Besuch im inneren Van-Allen-Gürtel

Kein Durchlass für harte Strahlung
Strahlenschutz in der Ionosphäre

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Wie die Ozonschicht das Leben schützt

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