ما هي طبقة الأوزون؟ وكيف يتم استنزافها؟
تحمي طبقة الأوزون على الأرض كل أشكال الحياة من الأشعة الضارة للشمس، ولكن الأنشطة البشرية ألحقت الضرر بهذا الدرع.
وسوف يؤدي انخفاض حماية طبقة الأوزون من الأشعة فوق البنفسجية بمرور الوقت إلى إتلاف المحاصيل وزيادة معدلات الإصابة بسرطان الجلد وإعتام عدسة العين.
ما هي طبقة الأوزون؟
يتكون الغلاف الجوي للأرض من عدة طبقات. الطبقة الأدنى، وهي طبقة التروبوسفير، تمتد من سطح الأرض حتى ارتفاع حوالي 6 أميال أو 10 كيلومترات (كم). تحدث جميع الأنشطة البشرية تقريبًا في طبقة التروبوسفير.
يبلغ ارتفاع جبل إيفرست، أعلى جبل على الكوكب، حوالي 5.6 ميل (9 كم) فقط. تستمر الطبقة التالية، وهي طبقة الستراتوسفير، من 6 أميال (10 كم) إلى حوالي 31 ميلاً (50 كم). تحلق معظم الطائرات التجارية في الجزء السفلي من الستراتوسفير.
تتركز معظم الأوزون الجوي في طبقة في الستراتوسفير، على ارتفاع حوالي 9 إلى 18 ميلاً (15 إلى 30 كم) فوق سطح الأرض . الأوزون هو جزيء يحتوي على ثلاث ذرات أكسجين.
في أي وقت معين، تتشكل جزيئات الأوزون وتدمر باستمرار في الستراتوسفير. ظل إجمالي الكمية مستقرًا نسبيًا خلال العقود التي تم قياسها فيها.
تمتص طبقة الأوزون في الستراتوسفير جزءًا من الإشعاع الصادر من الشمس، مما يمنع وصوله إلى سطح الكوكب. والأهم من ذلك أنها تمتص جزءًا من الأشعة فوق البنفسجية يسمى UVB.
وقد ارتبطت الأشعة فوق البنفسجية بالعديد من التأثيرات الضارة، بما في ذلك سرطان الجلد وإعتام عدسة العين والأضرار التي تلحق ببعض المحاصيل والحياة البحرية. وقد أنشأ العلماء سجلات تمتد لعدة عقود توضح مستويات الأوزون الطبيعية أثناء الدورات الطبيعية.
وتختلف تركيزات الأوزون في الغلاف الجوي بشكل طبيعي مع البقع الشمسية والفصول وخطوط العرض. وهذه العمليات مفهومة جيدًا ويمكن التنبؤ بها. وقد تبع كل انخفاض طبيعي في مستويات الأوزون انتعاش.
ومع ذلك، بدءًا من سبعينيات القرن العشرين، أظهرت الأدلة العلمية أن درع الأوزون كان ينضب إلى ما هو أبعد من العمليات الطبيعية.
إقرأ أيضاً… ما هو بروتوكول كيوتو للتغير المناخي؟
استنفاد طبقة الأوزون
عندما تتلامس ذرات الكلور والبروم مع الأوزون في طبقة الستراتوسفير، فإنها تدمر جزيئات الأوزون. يمكن لذرة كلور واحدة أن تدمر أكثر من 100000 جزيء أوزون قبل إزالتها من طبقة الستراتوسفير. يمكن تدمير الأوزون بسرعة أكبر من تكوينه بشكل طبيعي.
تطلق بعض المركبات الكلور أو البروم عندما تتعرض لضوء الأشعة فوق البنفسجية المكثف في طبقة الستراتوسفير. تساهم هذه المركبات في استنفاد الأوزون، وتسمى المواد المستنفدة للأوزون (ODS).
تشمل المواد المستنفدة للأوزون التي تطلق الكلور مركبات الكلورو فلورو كربون (CFCs) والهيدروكلورو فلورو كربون (HCFCs) ورباعي كلوريد الكربون وكلورو فورم الميثيل. تشمل المواد المستنفدة للأوزون التي تطلق البروم الهالونات وبروميد الميثيل.
على الرغم من أن المواد المستنفدة للأوزون تنبعث على سطح الأرض، إلا أنها تنتقل في النهاية إلى طبقة الستراتوسفير في عملية قد تستغرق ما يصل إلى عامين إلى خمسة أعوام.
في سبعينيات القرن العشرين، دفعت المخاوف بشأن تأثيرات المواد المستنفدة للأوزون على طبقة الأوزون الستراتوسفيرية العديد من البلدان، بما في ذلك الولايات المتحدة، إلى حظر استخدام مركبات الكلورو فلورو كربون كوقود للهباء الجوي.
ومع ذلك، استمر الإنتاج العالمي من مركبات الكلورو فلورو كربون وغيرها من المواد المستنفدة للأوزون في النمو بسرعة مع اكتشاف استخدامات جديدة لهذه المواد الكيميائية في التبريد، وإخماد الحرائق، وعزل الرغوة، وتطبيقات أخرى.
العمليات الطبيعية التي تستنزف الأوزون
يمكن لبعض العمليات الطبيعية، مثل الانفجارات البركانية الكبيرة، أن يكون لها تأثير غير مباشر على مستويات الأوزون.
على سبيل المثال، لم يؤد ثوران جبل بيناتوبو عام 1991 إلى زيادة تركيزات الكلور في الستراتوسفير، لكنه أنتج كميات كبيرة من الجسيمات الدقيقة تسمى الهباء الجوي (الهباء الجوي هو عبارة عن مجموعة رئيسية من الملوثات الهوائية التي تتكون، بعبارة بسيطة، من الكربون الأسود والكربون العضوي.).
يزيد هذا الهباء الجوي من فعالية الكلور في تدمير الأوزون. تخلق الهباء الجوي في الستراتوسفير سطحًا يمكن للكلور القائم على مركبات الكلورو فلورو كربون تدمير الأوزون عليه. ومع ذلك، فإن تأثير البراكين قصير الأمد.
لا تساهم جميع مصادر الكلور والبروم في استنزاف طبقة الأوزون. على سبيل المثال، وجد الباحثون أن الكلور من حمامات السباحة والمصانع الصناعية وملح البحر والبراكين لا يصل إلى طبقة الستراتوسفير. وعلى النقيض من ذلك، فإن المواد المستنفدة للأوزون مستقرة للغاية ولا تذوب في المطر.
وبالتالي، لا توجد عمليات طبيعية تزيل المواد المستنفدة للأوزون من الغلاف الجوي السفلي.
ومن الأمثلة على استنزاف الأوزون “ثقب” الأوزون السنوي فوق القارة القطبية الجنوبية والذي حدث أثناء الربيع في القارة القطبية الجنوبية منذ أوائل الثمانينيات.
وهذا ليس ثقبًا في طبقة الأوزون حقًا، بل هو مساحة كبيرة من الستراتوسفير بكميات منخفضة للغاية من الأوزون.
لا يقتصر استنزاف الأوزون على المنطقة فوق القطب الجنوبي. فقد أظهرت الأبحاث أن استنزاف الأوزون يحدث فوق خطوط العرض التي تشمل أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا ومعظم إفريقيا وأستراليا وأمريكا الجنوبية.
