ما هو ثقب الأوزون؟ وما هي طبقة الأوزون؟
دعنا نعود إلى الأساسيات ونفهم سبب حدوث ثقب الأوزون وتأثيراته على الكوكب وما يتوقع العلماء حدوثه في العقود المقبلة.
هل سمعت يومًا أن شيئًا ما يسمى طبقة الأوزون يضعف؟ أو أن بخاخ الشعر هو ما يسببه؟ أم أنه يؤدي إلى مزيد من حروق الشمس والأشعة فوق البنفسجية؟ هذا يشير إلى ثقب الأوزون.
ولكن ماذا يعني كل هذا بالضبط؟
مرحبًا بكم في أوزون 101.
الاسم الصحيح لثقوب الأوزون هو في الواقع ثقب الأوزون في القطب الجنوبي لأنه عندما يتشكل فوق القارة القطبية الجنوبية.
لكن قبل أن ندخل في ماهية ذلك ، دعونا نتحدث أولاً عن ماهية الأوزون نفسه.
الأوزون هو غاز يتكون من ثلاث ذرات أكسجين ، حوالي 90٪ من أوزون الأرض موجود في الستراتوسفير ، طبقة الغلاف الجوي التي تمتد من ثمانية إلى حوالي 30 ميلاً فوق سطح الأرض.
في الواقع ، غالبًا ما يشار إلى الستراتوسفير باسم طبقة الأوزون.
يعمل الأوزون كواقي من أشعة الشمس حول الأرض لتصفية الأشعة فوق البنفسجية الضارة أو الأشعة فوق البنفسجية ، والتي يتم امتصاصها بشكل أساسي في الستراتوسفير.
بدون طبقة الأوزون ، ستعمل الأشعة فوق البنفسجية على تعقيم الأرض بطبقة أوزون تالفة ولكنها لا تزال موجودة ، وسيكون هناك المزيد من حروق الشمس ، والمزيد من حالات سرطان الجلد ، وزيادة حالات تلف العين والذبول وفقدان الأشجار والنباتات وتقليل غلة المحاصيل بشكل ملحوظ.
يكفي أن نقول أن الأوزون مهم جدًا للكوكب.
إذن ما الذي يسبب ثقب الأوزون؟
هناك العديد من العوامل الرئيسية التي تؤدي معًا إلى تدمير طبقة الأوزون ، وبالتالي خلق ثقب الأوزون.
هذه العوامل هي ، أحدها ، رياح قوية جدًا حول القطب الجنوبي ، أو الدوامة القطبية. الثاني ، أشعة الشمس.
ثلاثة مركبات الكلور والبروم من المواد المستنفدة لطبقة الأوزون. وأربعة ، درجات الحرارة الباردة أقل من سالب 109 درجة فهرنهايت في الستراتوسفير ، والتي تشكل نوعًا معينًا من السحب الستراتوسفيرية القطبية السحابية.
تتشكل الدوامة القطبية في الستراتوسفير في نصف الكرة الجنوبي خلال فصل الشتاء مع انخفاض درجات الحرارة.
وعندما تعود أشعة الشمس إلى القارة القطبية الجنوبية وفي أواخر الشتاء وأوائل الربيع ، تظل درجات الحرارة باردة بدرجة كافية لتشكل سحبًا قطبية في الستراتوسفير.
والآن هناك ضوء الشمس أيضًا.
تحدث تفاعلات كيميائية على أسطح جزيئات السحب ، مما يؤدي إلى تحويل الأشكال غير التفاعلية من الكلور والبروم إلى مواد كيميائية تفاعلية.
تعمل الدوامة كنوع من الحاوية التي تحصر محتويات طبقة الستراتوسفير في القطب الجنوبي داخل حدودها مما يسمح لمركبات الكلور والبروم التفاعلية بتدمير جزيئات الأوزون.
هذا عندما يمكن أن يحدث النضوب على نطاق واسع.
مع وجود ضوء الشمس ، تبدأ مركبات الكلور والبروم التفاعلية التي يتم إنتاجها خلال فصل الشتاء في استنفاد جزيئات الأوزون عن طريق سرقة إحدى ذرات الأكسجين ، تاركًا غاز الأكسجين فقط ، أو O2 ، في أعقابه.
طالما توجد سحب الستراتوسفير القطبية ، ستحدث هذه التفاعلات مرارًا وتكرارًا حتى يختفي الأوزون تقريبًا.
هذا يشكل ما نسميه ثقب الأوزون.
لكن هذه تسمية خاطئة حقًا. إنها في الواقع طبقة رقيقة.
في منتصف إلى أواخر الربيع ، تبدأ الدوامة في التفتت ويختلط الهواء القطبي المستنفد من الأوزون مرة أخرى في بقية نصف الكرة الجنوبي. ذهب "ثقب" الأوزون.
لا يزال نضوب الأوزون يحدث.
لم يعد الأمر كله يتركز في منطقة واحدة صغيرة. انتشر حول الغلاف الجوي.
فلماذا يصبح ثقب الأوزون أكبر وأطول أمدا في سنوات معينة؟ حسنًا ، كل هذا يعود إلى الطقس ، تمامًا مثل بعض فصول الشتاء تكون أكثر برودة وأطول من غيرها على سطح الأرض.
الشيء نفسه ينطبق على الطقس في الستراتوسفير.
إذا بقي الستراتوسفير في القطب الجنوبي باردًا ، ستستمر الدوامة القطبية وثقب الأوزون بداخلها.
وفي السنوات ذات درجات الحرارة الباردة في فصل الربيع ، تكون الدوامة القطبية وثقب الأوزون كبيرًا.
لا تخطئ ، استنفاد طبقة الأوزون ليس بالشيء الطبيعي.
وهي تنبع من انبعاثات البشر لمواد كيميائية تسمى مركبات الكربون الكلورية فلورية أو مركبات الكربون الكلورية فلورية.
في أوائل القرن العشرين ، استخدمت الثلاجات غازات سامة مثل الأمونيا وكلوريد الميثيل كمبردات.
لسوء الحظ ، أدى ذلك إلى وفيات حيث تسربت الغازات السامة من الأجهزة.
لذلك بدأ البحث عن مادة كيميائية غير سامة وغير قابلة للاشتعال يمكن استخدامها كمبرد. وهكذا ولدت لجنة وقف إطلاق النار.
هناك العديد من أنواع مركبات الكربون الكلورية فلورية ولكن النوعين الأكثر شيوعًا هما CFC 11 و CFC 12.
في الثلاثينيات ، بدأ إنتاج واستهلاك مركبات الكربون الكلورية فلورية في الارتفاع.
بحلول أوائل الثمانينيات ، تم إطلاق أكثر من 300 مليون رطل من مركبات الكربون الكلورية فلورية 11 وحدها في الغلاف الجوي كل عام.
بعد ذلك ، في عام 1985 ، نشر الباحث البريطاني جو فارمان وزملاؤه أبحاثهم حول الخسائر الموسمية الكبيرة في طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية.
بفضل الجهود المشتركة لمجتمع العلوم وصانعي السياسات ، تم التوقيع على بروتوكول مونتريال في عام 1987 ، مما يقيد إنتاج واستهلاك مركبات الكربون الكلورية فلورية.
كل دولة على وجه الأرض قد وقعت الآن على بروتوكول مونتريال.
للتسجيل ، لم يضر بخاخ الشعر ومزيل العرق بالأوزون منذ أن دخلت هذه القوانين حيز التنفيذ في الثمانينيات.
لكن لماذا ما زلنا نرى ثقب الأوزون اليوم؟
أولًا ، تتراوح أعمار مركبات الكربون الكلورية فلورية من 50 إلى 100 سنة ، وسيستغرق الأمر بعض الوقت حتى ينخفض تركيز مركبات الكربون الكلورية فلورية في الغلاف الجوي بشكل كبير.
ثانيًا ، لا تزال هناك مركبات الكربون الكلورية فلورية يتم إطلاقها في الغلاف الجوي اليوم. على سبيل المثال ، عندما تتدهور ثلاجة قديمة أو وحدة تكييف الهواء في مكب النفايات ، يتم إطلاق مركبات الكربون الكلورية فلورية بداخلها ببطء.
من الوقت الذي يتم فيه إطلاق مركبات الكربون الكلورية فلورية في الهواء ، يستغرق الأمر حوالي خمس سنوات حتى يتم الشعور بتأثيرها فوق القارة القطبية الجنوبية ، حيث سيحدث النضوب.
مركبات الكربون الكلورية فلورية المنبعثة على السطح ترتفع في النهاية إلى الستراتوسفير المداري.
يحجب الأوزون الموجود في الستراتوسفير معظم الأشعة فوق البنفسجية للشمس ، لذلك يجب أن ترتفع مركبات الكربون الكلورية فلورية فوق معظم طبقة الأوزون قبل أن يتمكن ضوء الشمس من تكسيرها.
بمجرد الحصول على إشعاع شمسي مرتفع بما يكفي يطلق الكلور الذي يذهب معظمه في النهاية إلى الأوزون ، على سبيل المثال ، أشكال مثل حمض الهيدروكلوريك ونترات الكلور.
عندما تشق هذه المركبات طريقها إلى القارة القطبية الجنوبية ، تبدأ تلك التفاعلات الكيميائية.
وإذا كنت تتساءل عن سبب كون هذه التفاعلات فريدة من نوعها في القارة القطبية الجنوبية ، بسبب درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، ووجود سحب الستراتوسفير القطبية.
ذرة كلوريمكن أن تدمر آلاف جزيئات الأوزون ، وتم ضخ ملايين الأطنان من مركبات الكربون الكلورية فلورية في الغلاف الجوي من عشرينيات القرن الماضي وحتى أوائل التسعينيات.
مع استمرار انخفاض تركيزات مركبات الكربون الكلورية فلورية في الغلاف الجوي ، من المتوقع أن يصبح ثقب الأوزون تدريجيًا أقل حدة ، ويتوقع العلماء عودة الأوزون في القطب الجنوبي إلى مستوياته الصحية في حوالي عام 2070.
تعليقات
إرسال تعليق