Taschenlehrbuch Biologie - Evolution - Oekologie

durch energiereiche Strahlung in Radikale. Ozon (O 3 ) entsteht durch die Reaktion von O-Radikalen mit molekularem Sauerstoff und zerfällt durch UV-Strahlung in Sauerstoff und O-Radikale. Zwischen Neubildung von Ozon und dem natürlichen Abbau herrscht normalerweise ein Gleichgewicht. Für den Abbau sind Katalysatoren erforderlich. Viele der am Abbau beteiligten Substanzen wie Stickoxide sind natürlichen Ursprungs . Doch ihre Konzentration wird inzwischen anthropogen erhöht.
    Durch Verbrennungsprozesse entstehen Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO 2 ). Die durch den Straßenverkehr gebildeten Stickoxide gelangen zwar nicht in die Stratosphäre, sie bilden Bodenozon oder werden durch Regen ausgewaschen. Aber der Flugverkehr, der aus Energiespargründen in großer Höhe erfolgt, setzt erhebliche Mengen an Stickoxiden frei und trägt zum Abbau der Ozonschicht bei. Ein weiteres klimarelevantes Stickoxid ist Lachgas (N 2 O), es ist die Hauptquelle für Stickoxide (NO x ) in der Stratosphäre. Es entsteht durch Abbau von stickstoffhaltigen Verbindungen im Boden durch Mikroorganismen ( Mikrobiologie ). Auch bei Verbrennungsprozessen wird es freigesetzt.
    Eine große Rolle beim Abbau der Ozonschicht spielen Substanzen, die ausschließlich anthropogenen Ursprungs sind wie die halogenierten Kohlenwasserstoffe (Fluorchlorkohlenwasserstoffe, FCKW, teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe, H-FCKW, Fluorkohlenwasserstoff, FKW), die erstmals in den 30er-Jahren des 20. Jahrhunderts produziert wurden. FCKWs fanden Verwendung als Treibgas in Spraydosen, Treibmittel bei der Schaumstoffherstellung sowie als Kältemittel in Kühlschränken, Klimaanlagen und Wärmepumpen. Auch als Lösungs- und Reinigungsmittel wurden sie genutzt. Diese Gase verhalten sich in der Troposphäre reaktionsträge und werden durch vertikale Luftströmungen in die Stratosphäre verfrachtet, wo sie über 100 Jahre überdauern können. Durch UV-Strahlung oder durch Reaktion mit atomarem Sauerstoff werden sie gespalten. Die frei werdenden Halogene reagieren mit Ozon (z. B. Cl + O 3 → ClO + O 2 ; ClO + O → Cl + O 2 ) und werden nach der Reaktion des Radikals mit atomarem Sauerstoff wieder freigesetzt. Die Halogene wirken als Katalysatoren und ein einzelnes Radikal kann mehr als 10 000 Ozonmoleküle zerstören. An der Verursachung des Ozonabbaus durch FCKWs wird heute nicht mehr gezweifelt.
    Bereits 1975 wurde festgestellt, dass die Ozonschicht dünner wird. 1985 wurde zum ersten Mal das Ozonloch über der Antarktis beschrieben, das sich im Jahresrhythmus ausdehnt und wieder verkleinert. Auch über dem Nordpol wird seit 1992 in kalten Wintern ein Ozonloch beobachtet. Die Löcher über den Polen dehnen sich mittlerweile schon weit in die mittleren Breiten aus, wo in den letzten 20 Jahren eine Ausdünnung von 2 bis 10 % festgestellt wurde. Das Ozonloch über der Antarktis erholt sich langsam. Wissenschaftler gehen aber davon aus, dass es nicht vor 2065 geschlossen sein wird. Dadurch, dass die Ozonschicht stellenweise verdünnt ist und mehr Licht passieren lässt, wirdder Treibhauseffekt noch verstärkt. Bereits eine einprozentige Abnahme von Ozon führt zu 2 % mehr UV-B-Strahlung auf der Erde. UV-B-Strahlung (280–320 nm) führt zu Schädigungen bei Pflanzen und Tieren. Beim Menschen führt eine Zunahme der UV-B-Strahlung zu einer Steigerung der Hautkrebsrate, grauem Star und zu einer verringerten Immunabwehr.
    Aquatische Systeme, insbesondere die Weltmeere, produzieren in etwa gleich viel Biomasse wie terrestrische Systeme ( Siehe hier ). Das Phytoplankton ist die Nahrungsgrundlage für die übrigen Lebewesen im Meer. Schon jetzt ist festzustellen, dass seine Menge durch UV-Strahlung beeinflusst wird. Messungen in der Antarktis haben ergeben, dass die Biomasse des Phytoplanktons in den oberen Meeresschichten während des Vorhandenseins des Ozonloches durch die erhöhte UV-Strahlung um 6–12 % sinkt. Da diese Primärproduktion das Anfangsglied eines weitverzweigten Nahrungsnetzes ist, wird sich die Reduktion in der Nahrungspyramide auswirken ( Siehe hier ). Die Phytoplanktonorganismen haben eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber der UV-Strahlung, deshalb wird sich die Artenzusammensetzung ebenfalls verändern.
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    Das Abkommen von Montreal ist ein wichtiges Instrument zum Schutz der Ozonschicht. Es sieht vor, die Produktion von FCKWs zu reduzieren. Seit 1989 ist es in Kraft, und inzwischen haben 191 Staaten das Abkommen