Nya mätningar av molekylärt jod i Arktis visar att även en liten mängd av grundämnet kan bryta ner ozon i den lägre atmosfären.

Detta är förvånande eftersom jod är så litet i det arktiska snöpacket jämfört med dess nära släktingar och kända ozondödare, klor och brom. Mindre än en del per biljon jod är tillräckligt för att ha en betydande effekt på ozonkoncentrationen i den lägre atmosfären, enligt en studie publicerad 5 september in Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Där vi bor, luften är relativt ren på grund av ozon. Det är som en Pac-Man av atmosfären – det hjälper till att sluka upp föroreningar, sade Paul Shepson, en Purdue University professor i analytisk och atmosfärisk kemi som arbetade med studien. "Men det är också giftigt i höga koncentrationer och regleras av Clean Air Act. Vi behöver en guldlocksmängd ozon i atmosfären – inte för mycket, inte för lite."

När solen skiner på snö som ligger på eller nära havsisen, en kemisk reaktion äger rum, frigör jod, klor och brom ut i atmosfären. Dessa föreningar är två halogenatomer bundna tillsammans, och när de reagerar med solljus, de går sönder för att frigöra dessa två mycket reaktiva atomer. Ofta, dessa atomer kolliderar med ozon nära marken och förstör det. De reagerar också med andra föroreningar, som kvicksilver, för att hjälpa till att ta bort dem.

Shepsons grupp åkte till snötäckta Barrow, Alaska, den nordligaste staden i USA, för att försöka lära sig mer om den naturliga mängden ozon i atmosfären. De trodde att det skulle se ut som det gör här, bara utan mänsklig påverkan, men de fann att luften över havsisen är unik.

"Det finns en del av planeten som vi inte förstår så väl, och det är den del som är täckt med havsis. Men havsisen smälter, "Shepson sa. "En naturlig process styr hur mycket ozon som finns i atmosfären, och den processen kommer sannolikt att förändras dramatiskt i polarområdena på grund av klimatförändringarna."

Det finns två sorters ozon på jorden:högt upp (stratosfäriskt) och nära marken (troposfäriskt). Stratosfäriskt ozon skyddar livet på jorden från skadlig strålning, medan troposfäriskt ozon stödjer en naturlig rengöringsmekanism.

Atmosfären använder ozon, vattenånga och solljus för att rengöra sig själv. Dock, det finns mindre vattenånga på högre breddgrader eftersom det är kallt, vilket saktar ner den naturliga rengöringsmekanismen. I områden täckta med havsis, den märkliga kemin som involverar halogener som frigörs av salt is skapar en annan rengöringsmekanism; om havsisen tas bort av klimatförändringarna, denna mekanism kan försvinna. När människor fortsätter att utforska och utveckla den arktiska regionen på jakt efter olja och gas, atmosfärens förmåga att göra sig av med föroreningar kommer att bli allt viktigare.

Även om för lite ozon kan vara dåligt, för mycket kan vara ännu värre. Långvarig exponering för föroreningen, som också är en växthusgas, kan leda till astma och bestående lungskador.

Den globala fördelningen av ozon är en annan hotande fråga för forskare. Den lever i atmosfären i flera veckor, vilket innebär att den kan transporteras långa sträckor. Således, mer ozon i Arktis kan innebära mer ozon på lägre breddgrader. Utan havsis, bakgrundsnivåerna av ozon i Arktis kommer sannolikt att öka, gör det svårare att kontrollera ozon i förorenade miljöer.

Att förstå processerna som reglerar ozon i atmosfären kommer att hjälpa forskare att skapa bättre klimatmodeller och, i tur och ordning, modeller med bättre luftkvalitet.

"Den här typen av vetenskap handlar om att ha en kristallkula. Vi vill förutsäga planetens framtida tillstånd, och atmosfären är en viktig del av det, " sa Shepson.