Penyebab Terjadinya Pemanasan Global

LAPISAN OZON MENIPIS AKIBAT PEMAKAIAN CFC (CLOROFLUOROCARBON)

Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon (CFC) yang mengakibatkan menipisnya lapisan ozon.

CFC digunakan oleh masyarakat modern dengan cara yang tidak terkira banyaknya,

1. AC
2. kulkas
3. bahan dorong dalam penyembur (aerosol), diantaranya kaleng semprot untuk pengharum ruangan, penyemprot rambut atau parfum
4. pembuatan busa
5. bahan pelarut terutama bagi kilang-kilang elektronik

Satu buah molekul CFC memiliki masa hidup 50 hingga 100 tahun dalam atmosfer sebelum dihapuskan.

MEKANISME PERUSAKAN LAPISAN OZON

Dalam waktu kira-kira 5 tahun, CFC bergerak naik dengan perlahan ke dalam stratosfer (10 – 50 km). Molekul CFC terurai setelah bercampur dengan sinar UV, dan membebaskan atom KLORIN. Atom klorin ini berupaya memusnahkan ozon dan menghasilkan LUBANG OZON.

Penipisan lapisan ozon akan menyebabkan lebih banyak sinar UV memasuki bumi.

Lubang ozon di Antartika disebabkan oleh penipisan lapisan ozon antara ketinggian tertentu seluruh Antartika pada musim semi. Pembentukan ‘lubang’ tersebut terjadi setiap bulan September dan pulih ke keadaan normal pada lewat musin semi atau awal musim panas.

Dalam bulan Oktober 1987, 1989, 1990 dan 1991, lubang ozon yang luas telah dilacak di seluruh Antartika dengan kenaikan 60% pengurangan ozon berbanding dengan permukaan lubang pra-ozon. Pada bulan Oktober 1991, permukaan terendah atmosfer ozon yang pernah dicatat telah terjadi di seluruh Antartika.

Sebenarnya proses pembentukan dan penguraian ozon berlangsung secara kesetimbangan (reaksi Chapman). Dengan begitu artinya tak mungkin ada penipisan, namun kenyataannya berbanding terbalik sehingga dapat disimpulkan bahwa terjadi reaksi lain yang menyebabkan penguraian ozon tidak setimbang lagi dengan pembentukannya.

Bahan-bahan di atas bereaksi dengan ozon dengan membentuk radikal bebas. Radikal bebas yang dikenal sangat kuat adalah golongan halogen, yaitu fluorida (F), klorida (Cl), dan bromida (Br). Oksida hidrogen (HOx), nitrogen (NOx), klorin (ClOx), dan bromin (BrOx) juga termasuk radikal bebas yang mampu menguraikan ozon. Awalnya memang ada radikal bebas di stratosfer tapi tidak begitu berpengaruh. Begitu stratosfer dimasuki atom klor yang dilepaskan dari senyawa CFCs, penguraian ozon menjadi sekitar empat kali lipat. Satu atom Cl saja mampu melahap 100.000 molekul ozon.

CFCs bisa mencapai stratosfer dalam waktu lima tahun. Saat dilepaskan senyawa ini sangat stabil tapi kemudian menjadi tidak stabil saat memasuki stratosfer. Penguraian CFCs tidak terjadi secara spontan tapi ada konsisi tertentu.

Pertama-tama harus ada aliran udara dingin yang membentuk vorteks polar yang bisa mengisolasi udara di dalam pusarannya. Di dalam pusaran udara dingin itu temperaturnya benar-benar rendah (sekitar -80°C atau 193 K). Saking dinginnya sampai-sampai bisa menyebabkan terbentuknya Polar Stratospheric Cloud (PSC) atau sering disebut Mother of Pearl. Temperatur dingin ini tidak berubah karena selalu terisolasi dalam vorteks, jadi PSC juga tetap ada. PSC ini merupakan tempat terjadinya reaksi-reaksi heterogen yang mengubah klor (dan brom) yang tadinya tidak aktif menjadi atom-atom yang aktif (reaktif). Reaksi ini terjadi dalam waktu yang sangat cepat.

Tapi atom-atom reaktif yang dihasilkannya tidak begitu saja menguraikan ozon. Kondisi terakhir yang paling penting adalah adanya sinar matahari. Gelombang ultraviolet matahari yang berhasil menembus vorteks dingin tadi itulah yang menyebabkan terjadinya reaksi penguraian ozon. Sinar matahari ini juga yang bertanggung jawab terhadap terjadinya reaksi penguraian CFC tadi. Itulah sebabnya CFC tidak terurai sebelum mencapai lapisan stratosfer (karena reaksi penguraiannya hanya bisa terjadi PSC).

Inilah sebabnya penipisan ozon paling parah ditemukan di daerah Benua Antartika. Temperatur Antartika saat musim dingin (September-Oktober) di stratosfer sangat rendah sehingga banyak terbentuk PSC. Hal ini tidak terjadi di Benua Arktik karena mengalami musim dingin yang lebih hangat. Di Artik, adanya gelombang planet yang kuat sehingga mengacaukan sirkulasi udara dinginnya. Senyawa CFC bisa sampai ke Benua Antartika juga karena terbawa aliran udara. Tapi ini tidak berarti penipisan ozon hanya bisa terjadi di daerah Antartika saja. Benua-benua lain tetap menghadapi permasalahan yang sama, hanya saja proses penipisan lapisan ozonnya relatif lebih lama.

Ada pendukung terakhir yang menyebabkan penipisan ozon terjadi lebih cepat yaitu gas CO2. Seperti yang diketahui gas CO2 bisa menyebabkan efek rumah kaca yang berakibat pada naiknya temperatur bumi (global warming). Pemanasan global bisa menyebabkan melelehnya lapisan es di kutub sehingga seluruh daratan bumi ini bisa tenggelam (awal abad ke-20 saja air laut sudah meningkat 25 cm). Pemanasan global terjadi karena lapisan gas CO2 menghalangi sinar infra merah untuk keluar dari bumi menembus lapisan atmosfer. Sinar infra merah yang terperangkap inilah yang memanaskan bumi. Tapi gas CO2 yang ada di lapisan atmosfer juga manahan sinar infra merah dari matahari untuk lewat sehingga terjadi kekosongan termal di stratosfer yang menjadikannya semakin dingin. Suhu yang semakin dingin ini mempercepat terbentuknya Mother of Pearl tadi.

Siklus Ozon  

Tiga bentuk (atau alotrop ) dari oksigen yang terlibat dalam siklus ozon-oksigen : oksigen atom (O atau atom oksigen), gas oksigen (O ₂ atau oksigen diatomik), dan ozon gas (O ₃ atau oksigen triatomik). Ozon terbentuk di stratosfer ketika molekul oksigen photodissociate setelah menyerap sebuah ultraviolet foton yang memiliki panjang gelombang lebih pendek dari 240 nm. Ini mengkonversi O tunggal ₂ menjadi dua atom oksigen radikal. Para radikal atom oksigen kemudian menggabungkan dengan molekul O ₂ terpisah untuk membuat dua molekul O _3. Molekul-molekul ozon menyerap sinar UV antara 310 dan 200 nm, yang mengikuti ozon terbagi menjadi molekul O ₂ dan atom oksigen. Atom oksigen kemudian bergabung dengan molekul oksigen untuk regenerasi ozon. Ini adalah suatu proses yang berkelanjutan yang berakhir ketika sebuah atom oksigen "recombines" dengan molekul ozon untuk membuat dua molekul O _2.

O + O ₃ → 2 O ₂ persamaan kimia

Jumlah keseluruhan ozon di stratosfer ditentukan oleh keseimbangan antara produksi fotokimia dan rekombinasi.

Ozon dapat dihancurkan oleh sejumlah radikal bebas katalis, yang paling penting yang merupakan radikal hidroksil (OH ·), dengan oksida nitrat radikal (NO ·), atom klorin ion (Cl ·) dan atom bromin ion (Br ·). Semua ini memiliki kedua sumber daya alam dan buatan manusia, pada saat ini, sebagian besar OH NO · · dan di stratosfer adalah yang berasal dari alam, namun aktivitas manusia telah secara dramatis meningkatkan tingkat klorin dan bromin. Unsur-unsur ini ditemukan di beberapa senyawa organik yang stabil, terutama chlorofluorocarbons (CFC), yang dapat menemukan jalan mereka ke stratosfer tanpa dihancurkan di troposfer karena reaktivitas rendah. Setelah di stratosfer, Cl dan atom Br dibebaskan dari senyawa induk oleh aksi sinar ultraviolet, misalnya

CFCL ₃ + radiasi elektromagnetik → CFCL ₂ + Cl

The Cl dan atom Br kemudian dapat menghancurkan molekul ozon melalui berbagai katalitik siklus. Dalam contoh sederhana seperti sebuah siklus, atom klor bereaksi dengan molekul ozon, mengambil atom oksigen dengan itu (membentuk ClO) dan meninggalkan sebuah molekul oksigen yang normal. Monoksida klorin (yaitu, ClO) dapat bereaksi dengan molekul ozon kedua (yaitu, O ₃₎ untuk menghasilkan satu atom klor dan dua molekul oksigen. The singkatan kimia untuk gas-fase reaksi adalah:

• Cl + O ₃ → ClO + O ₂ - The atom klor mengubah molekul ozon untuk oksigen biasa

• ClO + O ₃ → Cl + 2 O ₂ - ClO dari reaksi sebelumnya menghancurkan molekul ozon kedua dan recreates atom klor asli, yang dapat mengulangi reaksi pertama dan terus merusak ozon.

Efek keseluruhan adalah penurunan jumlah ozon, meskipun tingkat proses ini dapat dikurangi dengan efek siklus nol . Mekanisme yang lebih rumit telah ditemukan yang menyebabkan kerusakan ozon di stratosfer lebih rendah juga.