معلومات عن ثقب الأوزون

لا أحد لم يسمع من قبل عن ثقب الأوزون تقريباً، لكن هل تعرف معلومات عن ثقب الأوزون بشكل كافي وكيف حدث؟ نستعرض في هذا المقال أهم معلومات عن ثقب الأوزون.

طبقة الأوزون

يتكون الغلاف الجوي للأرض من عدة طبقات، تمتد الطبقة الدنيا وهي طبقة التروبوسفير، من سطح الأرض حتى ارتفاع يصل إلى حوالي 10 كيلومترات، تحدث جميع الأنشطة البشرية تقريبًا في طبقة التروبوسفير، يعتبر جبل إيفرست، أعلى جبل على هذا الكوكب، يبلغ ارتفاعه حوالي 9 كم فقط، الطبقة التالية، الستراتوسفير وهي تمتد من 10 كم إلى حوالي 50 كم، تحلق معظم الطائرات في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير.

يتركز معظم الأوزون في الغلاف الجوي في طبقة في الستراتوسفير، على ارتفاع حوالي 15 إلى 30 كم، فوق سطح الأرض، الأوزون جزيء يحتوي على ثلاث ذرات أكسجي،. في أي وقت من الأوقات، تتشكل جزيئات الأوزون وتتلف باستمرار في طبقة الستراتوسفير، ظل المبلغ الإجمالي ثابتًا نسبيًا خلال العقود التي تم قياسها فيها.

تمتص طبقة الأوزون الموجودة في الستراتوسفير جزءًا من إشعاع الشمس، مما يمنعها من الوصول إلى سطح الكوكب، الأهم من ذلك أنه يمتص جزء من ضوء الأشعة فوق البنفسجية يسمى UVB، تم ربط UVB بالعديد من الآثار الضارة، بما في ذلك سرطان الجلد وإعتام عدسة العين وإلحاق الضرر ببعض المحاصيل والحياة البحرية.

ثقب الأوزون

يشير مصطلح "ثقب الأوزون" إلى استنفاد طبقة الأوزون الواقية في الغلاف الجوي العلوي (الستراتوسفير) فوق المناطق القطبية للأرض، حيث يتضرر الأشخاص والنباتات والحيوانات التي تعيش تحت ثقب الأوزون من الإشعاع الشمسي الذي يصل الآن إلى سطح الأرض، حيث يتسبب في مشاكل صحية، من تلف العين إلى سرطان الجلد.

ينتج أوزون الستراتوسفير باستمرار بفعل أشعة الشمس فوق البنفسجية على جزيئات الأكسجين (المعروفة باسم التفاعلات الكيميائية الضوئية)، على الرغم من أن الأوزون يتكون في المقام الأول عند خطوط العرض الاستوائية، فإن أنماط دوران الهواء واسعة النطاق في طبقة الستراتوسفير السفلى تحرك الأوزون نحو القطبين، حيث يتراكم تركيزه.

بالإضافة إلى أن الدوامات القطبية الشتوية القوية مهمة أيضًا لتركيز الأوزون في القطبين، خلال الشتاء القطبي المظلم باستمرار، يصبح الهواء داخل الدوامات القطبية شديد البرودة وهو شرط ضروري لتشكيل السحب الستراتوسفيرية القطبية وتخلق السحب الستراتوسفيرية القطبية ظروفًا لتدمير الأوزون بشكل كبير، مما يوفر سطحًا للكلور ليتحول إلى شكل مدمر للأوزون، تستمر بشكل عام حتى تشرق الشمس في الربيع.

معلومات عن ثقب الأوزون

• تم اكتشاف الأوزون لأول مرة في عام 1839 من قبل الكيميائي السويسري كريستيان شونباين عندما كان يدرس التفريغ الكهربائي، حدد مكونًا يمكن إنتاجه بسهولة بواسطة لحام القوس أو شمعة الإشعال وأطلق عليه اسم الأوزون بسبب رائحته القوية، لم يكن شونباين قادرًا على وصف التركيب الجزيئي للأوزون ولكن تم إنجاز ذلك بواسطة جان لويس سورس في عام 1860، واصل الكيميائي السويسري أبحاثه وكان من بين العلماء الأوائل الذين اقترحوا أن الأوزون شديد التركيز على مستوى الأرض ويمكن أن يؤثر صحة الناس.

• الأوزون هو جزيء بسيط يتكون من ثلاث ذرات أكسجين تقع داخل طبقة الستراتوسفير، يطلق عليه أيضًا ثلاثي الأكسجين وله رائحة قوية ولون أزرق باهت بينما الأكسجين العادي عديم الرائحة وعديم اللون، يحتوي الأوزون على 3 جزيئات فقط في كل 10 ملايين جزيء هواء مقارنة بالجزيئات الأخرى مثل الأكسجين العادي، الذي يحتوي على حوالي 2 مليون، على الرغم من تواجدها في الغلاف الجوي للأرض، إلا أنها حيوية للغاية للحياة على الأرض.

• ينتج الأوزون الجيد بشكل طبيعي بعد التفاعلات الكيميائية الضوئية في الستراتوسفير، بعيدًا قليلاً عن سطح الأرض، يحمي الكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس ويحدث الأوزون السيئ بالقرب من سطح الأرض في طبقة تسمى طبقة التروبوسفير، إنه ضار للتنفس ويسبب أضرارًا للأشجار والمحاصيل والنباتات الأخرى. إنه عنصر رئيسي في الضباب الدخاني الحضري.

• درع الأوزون الموجود في طبقة الستراتوسفير للأرض قادر على امتصاص حوالي 98 بالمائة من الأشعة فوق البنفسجية الضارة، ينظم درجة حرارة الغلاف الجوي بشكل أساسي لإنقاذ الأرض من ارتفاع درجة الحرارة أو التجمد.

• تمكن العلماء من قياس الأوزون في أي عمود عمودي من الغلاف الجوي باستخدام أدوات مختلفة مثل مسبار الأوزون والأقمار الصناعية والطائرات التي تحلق على ارتفاع عالٍ، حيث تستخدم أداة ساتلية تسمى مطياف رسم خرائط الأوزون الكلي لقياس قيم الأوزون، لسمكها استخدموا وحدات دوبسون، التي سميت باسم دي إم بي دوبسون، الباحث الرائد في مجال الأوزون.

• لفترة طويلة، اعتبر الناس مركبات الكربون الكلورية فلورية مواد معجزة لأنها غير قابلة للاشتعال وغير مكلفة للإنتاج ومستقرة ومنخفضة السمية، استخدمها البشر كعوامل نفخ للرغوة ومذيبات ومبردات والعديد من التطبيقات الأخرى، لكن العلماء حذروا من أن هذه المركبات لها آثار سلبية عند نقلها إلى الغلاف الجوي لأنها تنتج البروم والكلور مما يضر بطبقة الأوزون الواقية.

• تشمل المواد الكيميائية الأخرى التي تدمر درع الأوزون الهالونات المستخدمة كطفايات حريق وبروميد الميثيل المستخدم كمبيدات حشرية، في حين أنه قد يُقال أن المحيطات والبراكين تطلق الكثير من الكلور، فإن الكلور من هذه الأماكن يذوب عادة في مياه الأمطار ويغسل من الغلاف الجوي.

• تم اكتشاف ثقب الأوزون لأول مرة في عام 1985 في منطقة القطب الجنوبي، إنه ليس ثقبًا كما يعتقد الكثير من الناس، لكنه يعني خسارة حوالي 60 في المائة من الأوزون عادة بين سبتمبر ونوفمبر من كل عام.

• في الثمانينيات، اكتشف العلماء أن طبقة الأوزون كانت ضعيفة في الجزء السفلي من الستراتوسفير، مع فقدان الأوزون بشكل كبير والمعروف باسم "ثقب الأوزون".

• اكتشف العلماء أيضًا أن ترقق طبقة الأوزون ناتج عن زيادة تركيزات المواد الكيميائية المستنفدة للأوزون، حيث يمكن أن تبقى هذه المواد الكيميائية في الغلاف الجوي لعقود إلى أكثر من قرن.
• عند القطبين، ترتبط مركبات الكربون الكلورية فلورية بجزيئات الجليد في السحب، عندما تشرق الشمس مرة أخرى في الربيع القطبي، تذوب جزيئات الجليد وتطلق الجزيئات المستنفدة للأوزون من أسطح جسيمات الجليد وبمجرد إطلاقها، تقوم هذه الجزيئات المدمرة للأوزون بعملها وتفكك الروابط الجزيئية في الأوزون الممتص للأشعة فوق البنفسجية.