تعتبر طبقة الأوزون حيوية للحياة على الأرض، حيث أن وظيفتها الرئيسية هي حمايتنا من الأشعة فوق البنفسجية الأكثر ضررًا الصادرة عن الشمس. ومع ذلك، في العقود الأخيرة، لوحظ تدهور هذه الطبقة، ويرجع ذلك أساسًا إلى النشاط البشري. في هذا المقال سنتعمق في ماهية طبقة الأوزون وخصائصها وكيف تتكون وما هو أصلها ومشكلة ثقب الأوزون وما الذي يمكننا فعله لحمايته.
ما هي طبقة الاوزون
طبقة الأوزون هي منطقة من طبقة الستراتوسفير تتركز فيها أكبر كمية من الأوزون الجوي. للأوزون الصيغة الكيميائية O3، مما يعني أنه يتكون من ثلاث ذرات أكسجين. وهو غاز سام على مستوى الأرض، ولكنه ضروري في طبقة الستراتوسفير.
وتقع على ارتفاع يتراوح بين 15 و50 كيلومتراًعلى الرغم من أن أعلى تركيز لها هو حوالي 25 كم. يتشكل الأوزون ويدمر باستمرار في هذه الطبقة، مما يعني أنه من خلال امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، لا تصل كميات كبيرة من هذه الأشعة إلى السطح.
الملامح الرئيسية
الأوزون أقل استقرارا وأكثر نشاطا من الأكسجين العادي. ونظرًا لقوتها المؤكسدة، يمكنها تحلل جزيئات مختلفة، مما يجعلها مفيدة ولكنها خطيرة أيضًا بالقرب من سطح الأرض. ومن أبرز البيانات:
- تركيز O3: وعلى الرغم من أهميته، إلا أن تركيزه لا يزال منخفضًا جدًا، فقط أجزاء قليلة في المليون (ppm).
- فيدا til: يتم تدمير جزيئات الأوزون عن طريق التفاعل مع الأشعة فوق البنفسجية، ولكنها تتجدد من خلال نفس العملية.
- المؤكسد: عن طريق الأكسدة (إعطاء واستقبال ذرات الأكسجين)، فهو قادر على إزالة بعض الجزيئات العضوية وغير العضوية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتشكل الأوزون على الأرض بشكل طبيعي أثناء العواصف الرعدية. تولد الشرارات الناتجة عن البرق كميات صغيرة بالقرب من السطح، على الرغم من أنها لا تتمتع بنفس الفوائد التي يتمتع بها الأوزون الستراتوسفيري. في الواقع، هذا الأوزون الموجود على مستوى الأرض هو جزء من الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي المعروف والذي يعتبر سامًا للكائنات الحية.
أصل ودورة الأوزون في الغلاف الجوي
تبدأ دورة الأوزون عندما تتعرض جزيئات الأكسجين (O2) للأشعة فوق البنفسجية. يقوم هذا الإشعاع، ذو الأطوال الموجية الأقل من 240 نانومتر، بتكسير جزيئات الأكسجين، مما يؤدي إلى إطلاق ذرات أكسجين شديدة التفاعل. تتحد هذه الذرات الحرة بسرعة مع جزيئات الأكسجين الأخرى لتشكل الأوزون (O3).
عندما يمتص الأوزون المزيد من الأشعة فوق البنفسجية (بين 200 و 320 نانومتر)، فإنه يتحلل مرة أخرى إلى الأكسجين الذري والأكسجين الجزيئي. وتضمن دورة التكوين والتدمير المستمرة هذه توازنًا يسمح بامتصاص جزء كبير من الإشعاع الشمسي الخطير.
هذه الدورة ذات أهمية حيوية للحياة لأنه بدون الأوزون، سيصل المزيد من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأرض، مما يزيد من المخاطر على صحة الإنسان والحياة بشكل عام.
ثقب الأوزون: الأسباب والعواقب
إن ما يسمى بثقب الأوزون ليس ثقبًا بالمعنى الحرفي للكلمة، بل هو أ انخفاض سمك الطبقة في مناطق معينة، خاصة عند القطبين. تم اكتشاف هذه الظاهرة في الثمانينات وظلت مصدر قلق عالمي منذ ذلك الحين.
أسباب رئيسية:
- مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs): وهذه المركبات، التي كانت تستخدم سابقًا في المبردات والهباء الجوي، مدمرة للغاية للأوزون. في الغلاف الجوي، تتحلل مركبات الكربون الكلورية فلورية بواسطة الأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى إطلاق الكلور الذي يدمر الأوزون بشكل تحفيزي.
- أكاسيد النيتروجين (NOx): وهي تنبعث في المقام الأول من الطائرات والمركبات، كما أنها تلعب دورًا مهمًا في تدمير طبقة الأوزون.
الآثار: يسمح استنفاد الأوزون في طبقة الستراتوسفير بوصول المزيد من الأشعة فوق البنفسجية فئة B والأشعة فوق البنفسجية فئة C إلى سطح الأرض. وهذه الأشعة هي المسؤولة عن زيادة حالات سرطان الجلد, مشاكل العين مثل الشلالات، وتؤثر سلباً على النظم البيئية البحرية (أساساً العوالق النباتية).
علاوة على ذلك، وبدون هذه الحماية، تصبح العديد من النباتات والمحاصيل أكثر عرضة للإشعاع الضار، وكذلك الكائنات البحرية في أعلى السلسلة الغذائية. يؤثر الضرر الذي يلحق بالمحيطات أيضًا على صناعة صيد الأسماك.
حماية واستعادة طبقة الأوزون
استجابة للقلق العالمي المتزايد بشأن طبقة الأوزون، بروتوكول مونتريال عام 1987حيث التزمت العديد من الدول بالتخلص التدريجي من استخدام المواد المستنفدة للأوزون، وخاصة مركبات الكربون الكلورية فلورية.
لقد كان هذا الاتفاق أساسيا في التعافي الجزئي لطبقة الأوزون، ومن المتوقع أنه بحلول عام 2050، سيتم إغلاق "الثقب" فوق القارة القطبية الجنوبية عمليا.
على المستوى الفردي، يمكننا المساعدة من خلال تجنب استخدام المنتجات التي تحتوي على مركبات الكربون الكلورية فلورية أو غيرها من المواد الضارة واختيار المنتجات الصديقة للبيئة. بعض الأمثلة هي:
- استخدام طفايات الحريق التي لا تحتوي على الهالونات.
- شراء منتجات الهباء الجوي خالية من مركبات الكربون الكلورية فلورية.
- اختيار وسائل النقل المستدامة والتقليل من استخدام المركبات الخاصة.
وبفضل الجهود العالمية، هناك علامات إيجابية على التعافي. تظهر طبقة الأوزون تحسنًا، ومن خلال الاستمرار في الحد من استخدام المواد الضارة، من المأمول أن نتمكن من عكس الضرر طويل المدى تمامًا.