Friday, September 21, 2018

Mengapa Lapisan Ozon Bumi Bagian Selatan Lebih Banyak Menipis Padahal Kegiatan Lebih Banyak pada Bumi Bagian Utara?

Lubang Ozon
Lubang Ozon

Temperatur di Kutub Utara yang relatif lebih hangat daripada Kutub Selatan sehingga mampu mencegah terbentuknya awan kutub stratospherik (yang dapat merusak ozon).

Meskipun belum ada laporan tentang adanya lubang ozon dikutub utara, tetapi hal demikian bisa saja terjadi ditempat itu. Pada dasarnya kondisi di kutub utara lebih rumit dari kutub selatan sebab, bagian samudera lebih mudah menahan panas dibanding wilayah benua. Sementara sirkulasi udara bisa menyebar sebagian yang tertahan.

Udara diatas Antartika terjebak dalam satu pusaran angin, pegunungan yang terdapat pada garis-garis utara bumi, menyebabkan arus udara terganggu dan sulit diramalkan. Dengan demikian, awan stratosfer bisa terbentuk dibagian dingin di atas kutub utara yang menciptakan gas khlorin lebih aktif, kutub tersebut mengalir di bawah lingkungan Artika, yang kemudian bereaksi dengan sinar matahari dan menghancurkan ozon, dengan kata lain, bisa terjadi lubang-lubang kecil ozon selama musim dingin. Pada waktu tertentu setiap tahun diatas Antartika, tingkat ozon di lapisan ozon turun dengan sangat tajam. Terdapat disuatu daerah, lapisan ozon begitu tipisnya sehingga terdapat semacam lubang. Selama musim semi di Antartika, adanya data yang menunjukkan bahwa terdapat dibeberapa daerah di atas Antartika sebanyak 40% ozon menghilang, lubang ini sebesar Amerika Utara dan kedalamannya setinggi Mount Everest.
Tingkat ozon di atmosfer di atas Antartika berubah-ubah secara alami dari tahun ketahun. Tetapi sekarang ini lubang yang telah diselidiki tersebut telah menjadi lebih besar dibandingkan yang terjadi secara alami. Para ilmuwan telah mengumpulkan contoh-contoh atmosfer tempat terjadinya lubang ozon, dan menemukan tingkat zat kimia pengikis ozon yang tinggi.

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.