フロンだけじゃない？オゾン層破壊の隠れた脅威
地球環境を知りたい
先生、「塩素貯留物質」ってなんですか？ フロンが分解されて塩素原子になるのはわかるんですけど、それがどうオゾン層破壊につながるのかよくわかりません。
地球環境研究家
いい質問ですね。フロンから放出された塩素原子は、すぐにオゾンと反応するわけではありません。まず、成層圏で水素やメタンなどと反応して、塩化水素やクロリンナイトレートといった『塩素貯留物質』に変化します。これらの物質は比較的安定していて、オゾン層をすぐには破壊しません。
地球環境を知りたい
じゃあ、その「塩素貯留物質」はどうなるんですか？
地球環境研究家
それが問題なんです。極域の冬の間に形成される「極成層圏雲」の表面で、これらの塩素貯留物質が化学反応を起こし、オゾンを破壊しやすい活性塩素に変化します。そして、春になり太陽光が当たると、この活性塩素が大量のオゾンを破壊してしまうんです。
塩素貯留物質とは。
地球環境とエネルギー問題において重要な「塩素貯留物質」について解説します。冷蔵庫やエアコンから放出されたフロンは、大気の下層である対流圏から熱帯の上昇気流に乗って成層圏へと移動します。そして、様々な高度の成層圏を漂いながら徐々に極域へと到達します。この過程で、フロンは分解されて塩素原子を放出します。塩素原子は、大気中の水素、メタン、窒素化合物などと反応し、塩化水素やクロリンナイトレートといった物質を生成します。これらの物質は、オゾン層破壊の直接の原因とはならず、「塩素貯留物質」と呼ばれます。極域では、太陽が昇らない極夜の間に成層圏の気温が著しく低下し、「極成層圏雲」と呼ばれる氷の微粒子からなる雲が発生します。 この雲が、塩素貯留物質をオゾン層を破壊する活性塩素へと変化させるのです。そして、春になり太陽光が当たると、活性塩素によるオゾン層の破壊が急激に進むことになります。
オゾン層破壊のメカニズム：フロンから塩素へ
オゾン層破壊の原因として、かつて冷蔵庫やスプレーの冷媒に広く使われていたフロンガスが有名です。しかし、フロンそのものがオゾン層を破壊するわけではありません。 フロンから発生する塩素原子こそが、オゾン層破壊の真犯人なのです。
太陽からの有害な紫外線を吸収し、地球上の生物を守っているオゾン層。 オゾン（O3）は酸素原子３つからなる不安定な気体で、塩素原子と反応すると容易に分解されてしまいます。フロンから放出された塩素原子は、この反応を何度も繰り返し、連鎖的にオゾンを破壊していくのです。
塩素貯留物質：姿を変えた脅威
オゾン層破壊の原因として、かつてフロンガスがやり玉に挙げられました。国際的な取り組みによってフロンの排出は抑制され、オゾン層は回復に向かっていると考えられています。しかし、目に見えない脅威が、今もオゾン層に影響を与え続けていることが明らかになってきました。それが、「塩素貯留物質」です。
塩素貯留物質とは、その名の通り、大気中で分解されずに塩素を貯蔵する物質のことです。 これらは、一見無害な物質として存在していますが、紫外線などの影響を受けて分解されると、隠れていた塩素を放出します。そして、この塩素こそが、オゾン層を破壊する張本人なのです。
問題は、塩素貯留物質が私たちの身近な場所にも存在することです。例えば、一部の溶剤や洗浄剤、塗料などに使用されています。知らず知らずのうちに、私たちはオゾン層破壊の脅威にさらされている可能性があるのです。
極域の環境が引き起こす化学反応
オゾン層破壊の原因として、かつて冷蔵庫の冷媒などに使用されていたフロンガスが広く知られています。しかし、極域の特殊な環境もまた、オゾン層破壊に大きく関わっていることが近年明らかになってきました。
冬季、極域の上空には「極渦」と呼ばれる強い渦状の風が吹きます。この極渦は、周囲から孤立した極寒の環境を作り出し、特殊な雲を発生させます。この雲の表面では、フロンから発生する塩素化合物と、海水から発生する臭素化合物が、太陽光を浴びて活性化し、オゾン層を破壊する反応を加速させてしまうのです。
このように、極域の環境は、物質が本来持つ化学反応を促進させるという形で、オゾン層破壊に間接的に影響を与えているのです。
極成層圏雲：オゾン破壊の舞台
オゾン層破壊の原因として、かつて冷蔵庫やスプレー缶に使われていたフロンガスが広く知られています。しかし、フロンだけがオゾン層を破壊する唯一の原因ではありません。実は、極成層圏雲と呼ばれる、地上から遠く離れた極上空に発生する特殊な雲も、オゾン層破壊に深く関わっているのです。
極成層圏雲は、その美しい虹色に輝くことから「真珠母雲」とも呼ばれています。しかし、その美しい外観とは裏腹に、オゾン層を破壊する化学反応の舞台となる、恐ろしい一面も持ち合わせています。
春先に加速するオゾン層破壊と地球環境への影響
オゾン層破壊といえば、かつて冷蔵庫やスプレーなどに使用されていたフロンガスが主な原因とされ、国際的な取り組みによってその使用が規制されてきました。しかし、フロン以外の物質によるオゾン層破壊も近年懸念されています。
特に、春先になると、成層圏で特殊な化学反応が起こり、オゾン層破壊が加速することが明らかになっています。これは、冬の間に成層圏に蓄積された物質が、春の太陽光によって活性化し、オゾン層を破壊する物質へと変化するためです。
オゾン層は、太陽からの有害な紫外線を吸収し、地球上の生物を守る役割を担っています。オゾン層の破壊が進むと、地上に降り注ぐ紫外線量が増加し、皮膚がんや白内障などの健康被害のリスクが高まります。また、生態系への悪影響も懸念されており、植物の生育阻害や海洋プランクトンの減少などが考えられます。
このような現状を踏まえ、フロン以外のオゾン層破壊物質の排出抑制に向けた取り組みや、春先のオゾン層破壊のメカニズム解明に向けた研究が急務となっています。