Frank Sherwood RowlandEiner der Retter der Ozonschicht ist gestorben

Frank Sherwood Rowland ebnete den Weg zur Verbannung der FCKW. Die Welt verdankt dem Chemie-Nobelpreisträger außerdem das erste wirksame globale Umweltschutzprotokoll. von 

Frank Sherwood Rowland

© Steve Zylius/University Communications/UCIrvine

1995 wurde zum ersten Mal ein Forschungsthema zum Umweltschutz mit einem Nobelpreis geehrt: Frank Sherwood Rowland, Mario Molina und Paul Crutzen erhielten die Auszeichnung für die wissenschaftliche Erklärung des Ozonabbaus in der Erdatmosphäre. Die Wissenschaftler hätten dazu beigetragen, "uns vor einem globalen Umweltproblem zu retten, das katastrophale Ausmaße hätte annehmen können", sagte das Nobelkomitee damals . Der amerikanische Chemiker sei am Samstag im Alter von 84 Jahren an den Folgen seiner Parkinson-Erkrankung gestorben, teilte die University of California in Irvine mit. Hier hatte er zeitlebens geforscht.

Rowland und seine Forscherkollegen hatten vor fast 40 Jahren erkannt, wie empfindlich die Ozonschicht auf Luftverunreinigungen reagiert. Sie beobachteten, dass die Schutzschicht über der Antarktis schwächer geworden war. Der Grund dafür waren Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), industriell hergestellte Treibmittel, die seit den 1930er Jahren millionenfach in Kühlschränken, Eisgeräten und Sprühdosen etwa für Haarsprays und Deodorants eingesetzt worden waren.

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Rowland entdeckte zusammen mit Mario Molina, der seine Doktorarbeit bei Rowland schrieb, dass ein einziges Chlorgasatom bis zu 100.000 Ozonmoleküle zerstören kann. Zuvor hatte ihr Kollege Paul Crutzen nachweisen können, welche folgenreichen Reaktionen in der Stratosphäre über dem Südpol vor sich gehen. In 20 bis 25 Kilometer Höhe ist der Wassergehalt der Luft sehr gering, sodass sich keine Wolken im herkömmlichen Sinne bilden können. In der Stratosphäre über den Polen bestehen sie aus Säurekristallen. Bei extrem niedrigen Temperaturen hüllt sich um diese Kristalle ein Eismantel. Der Eismantel begünstigt chemische Reaktionen, die schließlich Chlor freisetzen. Das Element – Bestandteil der industriellen FCKW-Gase – reißt ein Loch in die schützende Ozonhaut der Erde.

Die FCKW-Industrie spekulierte, Rowland sei KGB-Spion

Ozon kommt zwar nur in geringen Mengen in der Atmosphäre vor. Dennoch ist das Molekül zwingend für das Leben auf der Erde, da es ultraviolette Strahlung in der Stratosphäre abfängt. Ozon verhindert, dass die gefährlichen UV-Strahlen ungehindert die Erdoberfläche erreichen. Die Vereinten Nationen legten Ende der 1980er einen erschütternden Bericht vor: Das Ozonloch könne die gesamte marine Nahrungskette schwächen, Hunderttausende Menschen würden in Folge der starken UV-Strahlung an Hautkrebs erkranken.

Erdatmosphäre

Die Atmosphäre ist eine dünne Hülle aus einem Gasgemisch, die unsere Erde umgibt. Hätte die Erde die Größe eines Apfels, hätte die Atmosphäre die Dicke seiner Schale.

Die Atmosphäre ermöglicht erst Leben auf der Erde, weil sie unter anderem rund 21 Prozent Sauerstoff enthält und – zusätzlich zum Magnetfeld – die Erde vor dem Sonnenwind aus geladenen Partikeln abschirmt. Die dritte wichtige Aufgabe der Atmosphäre ist ihre Filterfunktion: das in den oberen Schichten enthaltene Ozon schützt vor großen Teilen der UV-B-Strahlung der Sonne. UV-B-Strahlung kann Sonnenbrand und schlimmstenfalls Hautkrebs verursachen.

Neben Sauerstoff besteht die Atmosphäre zu rund 78 Prozent aus Stickstoff, sowie Staubpartikeln und Wasserdampf, den sie durch Verdunstung aus Meeren, Seen und Flüssen aufnimmt. Außerdem sind weitere Spurengase in zum Teil geringsten Konzentrationen enthalten.

Die Erdatmosphäre umfasst mehrere Schichten: Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre.

Tropo-

Wenn man sich die Erdatmosphäre wie eine mehrgeschossiges Haus vorstellt, ist die Troposphäre das Erdgeschoss. Sie reicht etwa bis zu 18 Kilometer von der Erdoberfläche in die Höhe. An den Polen ist sie flacher als am Äquator.

In dieser ersten Atmosphärenschicht ist fast der gesamte Wasserdampf enthalten, dementsprechend spielt sich hier das Wettergeschehen ab. Auch in dieser Schicht bildet sich Ozon.

Ein weiteres Kennzeichen der Troposphäre ist eine Temperaturabnahme von rund sieben Grad Celsius pro Kilometer, den man sich von der Erdoberfläche entfernt.

Zumeist in der Troposphäre – auf einer Höhe von etwa zehn bis zwölf Kilometern – fliegen auch Flugzeuge. Ihre Abgase sammeln sich im oberen Bereich und verteilen sich bis in die untere Stratosphäre.

Strato-

Die Schicht oberhalb der Troposphäre bis in etwa 50 Kilometer Höhe ist die Stratosphäre. Hier wird es mit zunehmender Höhe immer wärmer.

Ursache ist das in der Stratosphäre enthaltene Ozon, das die ultraviolette Strahlung des Sonnenlichts absorbiert und in Wärme umwandelt. Die Ozonschicht ist Teil der Stratosphäre und befindet sich hauptsächlich in einer Höhe von 15 bis 30 Kilometern.

Es gibt kaum Austausch zwischen der wasserdampfhaltigen Troposphäre und der wasserarmen Stratosphäre.

Wenn es in der Stratosphäre doch einmal extrem kalt wird, nämlich unter 78 Grad Celsius, können Wolken aus Kristallen von Schwefel- und Salpetersäure entstehen: Diese Stratosphärenwolken schimmern wie Perlmutt.

Meso-

Die Mesosphäre ist die mittlere der fünf Erdatmosphären-Schichten. Sie reicht von 50 bis 85 Kilometer in die Höhe. Spätestens hier verglühen Staubteilchen oder kleinere Gesteinsbrocken aus dem All – von der Erdoberfläche sehen wir dann Meteore oder Sternschnuppen.

Weil die Mesosphäre kaum noch Ozon enthält, sinkt die Temperatur von null Grad Celsius wieder auf bis zu minus 100 Grad – das macht sie zur kältesten Schicht der Erdatmosphäre.

Thermo-

In 80 bis 500 Kilometer Höhe befindet sich die Thermosphäre. Durch Sonnenstrahlung und Sonnenwind werden die darin schwebenden Teilchen mit Energie aufgeladen und bewegen sich sehr schnell, was rechnerisch zu Temperaturen von mehr als 1.700 Grad Celsius führt. Weil aber die Teilchendichte extrem gering ist, stoßen sie nur sehr selten aneinander und es findet so gut wie kein Energieaustausch statt.

Daher spielt die hohe Temperatur keine Rolle für etwa Astronauten von Spaceshuttles oder der internationalen Raumstation ISS, die in einer Höhe von 350 Kilometern die Erde umkreist.


Exosphäre

Die Exosphäre – von 500 bis ungefähr 10.000 Kilometer Höhe – stellt den fließenden Übergang ins Weltall dar. "Fließend" ist der Übergang, weil mit zunehmender Höhe die Wirkung der Erdanziehungskraft nachlässt: Gasmoleküle können ab bestimmten Höhen aufgrund ihrer Eigenbewegung nicht mehr festgehalten werden und entweichen ins Weltall. Deshalb lässt sich eine genaue Obergrenze der Exosphäre nicht bestimmen.

Bis dahin war es ein langer Kampf, den Rowland und seine Mitstreiter gegen die FCKW-Industrie aufnahmen. Bereits 1974 warnten er und Molina im Magazin Nature vor den globalen Folgen der FCKW. Die Industrie und viele Fachkollegen zeigten sich zunächst unbeeindruckt. Milliarden wurden mit dem Treibmittel umgesetzt und die Hersteller versuchten alles, um Rowland zu diskreditieren. Man schreckte nicht einmal davor zurück, zu spekulieren, Rowland sei Mitglied des sowjetischen Geheimdienstes KGB . Sein Ziel wäre die Zerstörung des Kapitalismus.

13 Jahre lang währte die Auseinandersetzung, bis britische Forscher ein Loch in der Ozonschicht über der Antarktis nachwiesen. 1987 unterzeichnete die Weltgemeinschaft im kanadischen Montreal schließlich das Protokoll zum Schutz der Ozonschicht . Fluorkohlenwasserstoffe wurden weltweit verbannt. Acht Jahre später wurden Rowland, Molina und Crutzen mit dem Nobelpreis geehrt. Die University of California würdigte Rowland als "legendären" Professor, der geduldig die Widerstände gegen seine Erkenntnisse ausgehalten habe. Er sei friedlich im Kreise seiner Familie gestorben.

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Leserkommentare
  1. Ich hatte in der Vergangenheit diverse Artikel gelesen, wonach das Ozonloch in seiner Größe variiert und wohl viel länger als die Menschheit selbst existiert. Es lässt sich auf natürliche Vorgänge in der Stratosphäre zurückführen und Ausdehnung und Größe sind wohl, wenn ich mich recht erinnere abhängig von dem auf die Erde einwirkende Magnetsturm der Sonne.

    Demzufolge wäre allerdings die Annahme einer Rettung durch ein Verbot von FCKW ad absurdum geführt. Nun stellen sich mir spontan folgende Fragen: Kann man rückwirkend einen Nobelpreis wieder verlieren oder verhält es sich naturgegeben anders.

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    Redaktion

    Liebe(r) apollo23,

    Chlorverbindungen sind nachweislich für den Abbau der Ozonschicht verantwortlich. Zwar gab es immer wieder Zweifel daran, doch zuletzt haben Forscher dies 2009 erneut bestätigt:

    http://www.zeit.de/online...

    Insofern kann man Frank Sherwood Rowland durchaus als einen der Retter der Ozonschicht sehen. Seiner Forschung ist es mit zu verdanken, dass sich die Welt letztlich auf die Verbannung der FCKW einigte.

    Grüße aus der Redaktion

    • Elite7
    • 14. März 2012 9:08 Uhr

    finden sich FCKW's in der Luft, genauso wie Kohlenstoffdioxid. Die Frage ist nur: Wie viel mehr kann die Natur vertragen? Wann ist das empfindliche Gleichgewicht zerstört? Und in den Massen, in denen FCKW's freigesetzt wurden (natürlich genauso wie Kohlenstoffdioxid), konnte das Ganze nicht mehr gesund sein.

  2. Redaktion

    Liebe(r) apollo23,

    Chlorverbindungen sind nachweislich für den Abbau der Ozonschicht verantwortlich. Zwar gab es immer wieder Zweifel daran, doch zuletzt haben Forscher dies 2009 erneut bestätigt:

    http://www.zeit.de/online...

    Insofern kann man Frank Sherwood Rowland durchaus als einen der Retter der Ozonschicht sehen. Seiner Forschung ist es mit zu verdanken, dass sich die Welt letztlich auf die Verbannung der FCKW einigte.

    Grüße aus der Redaktion

    5 Leserempfehlungen
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    können Chlorverbindungen "verantwortlich" sein?
    Ist das qualifizierter Journalismus?

  3. Ihr Link endet mit dem Satz: .. Bis sich die Ozonschicht aber vollkommen regeneriert hat, werden noch einige Jahrzehnte ins Land gehen: Zwischen 2060 und 2075 soll es sich dann wieder endgültig schließen.

    Mag anerkennend wohlwollend FCKW die Misere verschlimmert haben, so mag dieser Satz dennoch keinen Sinn ergeben. Die Existenz des Ozonloch vor der industriellen Produktion von FCKW und derer weltweiten Verbreitung gilt als gesichert, es existiert im übrigen nicht nur über den Polen sondern auch über den Tropen. Von einem endgültigen Schließen eines immer vorhandenen in der Größe variierenden Loches kann doch gar keine Rede sein oder?

    Mich würde interessieren, wie hoch demnach der anthropogene Faktor im Bereich des Ozonloches.

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    Warum nicht für den Anfang leicht verfügbare Quellen nutzen?

  4. erhielten die Auszeichnung für die wissenschaftliche Erklärung des Ozonabbaus in der Erdatmosphäre." - allen dreien gebührt großer Dank und mit Recht der Nobelpreis; und so danke ich auch für Ihren Nachruf und die Erinnerung an die bahnbrechenden Erkenntnisse, daß wir Menschen mit der Industrialisierung und dem vielfach unbedachten Umgang mit den Folgen auf dem besten Wege sein könnten, unsere eigene Lebensgrundlage zu zerstören. - Mit der Ausdrucksweise "Ozonloch" bin ich unglücklich, weil es kein echtes Loch ist; aber vielleicht kann darüber mit einem weiteren Artikel aufgeklärt werden. - Wenn zwischen 2060 und 2075 wirklich wieder ein Zustand erreicht worden ist, der dem vor der Industrialisierung entspricht, wird sich apollo23 wundern und gut durchatmen können. -

    Eine Leserempfehlung
  5. Warum nicht für den Anfang leicht verfügbare Quellen nutzen?

    Antwort auf "Liebe Redaktion"
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    Foristen die so viel schreiben, fehlt wahrscheinlich die Zeit um sich genauer zu informieren.

    Eine sehr schöne Geschichte übrigens, den Wissenschaftlern sei Dank für ihre Mut.

  6. können Chlorverbindungen "verantwortlich" sein?
    Ist das qualifizierter Journalismus?

    Antwort auf "FCKW und Ozonloch"
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    ver|ant|wort|lich
    für etwas, jemanden die Verantwortung tragend

    Beispiel:
    dafür sind bestimmte Hormone verantwortlich

    Qualifizierte Quelle: Duden

    Wie wäre es mit einer qualifizierten Argumentation?

    Warten wir erstmal die Ergebnisse der Untersuchungen über mögliche schädigende Auswirkungen von Halogenverbindungen aus natürlichen Quellen ab. Dann kann man nämlich auch qualifiziert bisherige Hypothesen bestätigen, ergänzen, erweitern oder widerlegen.

    Bis dahin gebührt Rowland die Ehre.

    ja

  7. Foristen die so viel schreiben, fehlt wahrscheinlich die Zeit um sich genauer zu informieren.

    Eine sehr schöne Geschichte übrigens, den Wissenschaftlern sei Dank für ihre Mut.

    Antwort auf "Interesse am Ozonloch?"
  8. ver|ant|wort|lich
    für etwas, jemanden die Verantwortung tragend

    Beispiel:
    dafür sind bestimmte Hormone verantwortlich

    Qualifizierte Quelle: Duden

    Wie wäre es mit einer qualifizierten Argumentation?

    Warten wir erstmal die Ergebnisse der Untersuchungen über mögliche schädigende Auswirkungen von Halogenverbindungen aus natürlichen Quellen ab. Dann kann man nämlich auch qualifiziert bisherige Hypothesen bestätigen, ergänzen, erweitern oder widerlegen.

    Bis dahin gebührt Rowland die Ehre.

    3 Leserempfehlungen
    Antwort auf "Wie ..."
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    Verantwortung können nur Menschen tragen.

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  • Quelle ZEIT ONLINE
  • Schlagworte Vereinte Nationen | Doktorarbeit | Hautkrebs | KGB | Nobelpreis | Ozonloch
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