أهمية طبقة الأوزون

أهمية طبقة الأوزون

تُعدّ طبقة الأوزون (بالإنجليزية: Ozone Layer) طبقة طبيعية تتألّف من الغازات، وتقع في إحدى طبقات الغلاف الجويّ العُليا، وبالتحديد في طبقة الستراتوسفير التي تبعد عن سطح الأرض مسافة 10-50كم، وعلى الرغم من أنَّ غاز الأوزون يتواجد في الغلاف الجوي بتركيز مُنخفض، إلّا أنّ 90% منه يتواجد في هذه الطبقة، وتكمن أهمية طبقة الأوزون في كونها تحمي كوكب الأرض من أشعة الشمس الضارّة، وذلك عن طريق امتصاص معظم الأشعة فوق البنفسجية (بالإنجليزية: Ultraviolet) التي تُشكّل خطرًا على صحة وحياة الكائنات الحية، إذ يتسبّب وصولها إلى سطح الأرض في إصابة الإنسان بسرطان الجلد، ومرض إعتام عدسة العين، كما أنّها تؤثّر على خصوبة الحيوانات، وقدرة نسلها على البقاء، بالإضافة إلى تأثيرها على قُدرة النباتات على النموُّ والتطوّر بشكلٍ سليم، وكيفية تفاعل المركبات الكيميائية في البيئة، الأمر الذي يَنتج عنه تغيُّرات خطيرة في النُّظم البيئية.

يمتصّ الأوزون أكثر الأطوال الموجية طاقةً ونشاطًا من بين جميع الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية، فيما تمتصّ جزئيات الأكسجين باقي الأطوال الموجية من هذه الأشعة، وبهذا فإنَّ غازي الأكسجين والأوزون يمتصّان معًا ما نسبته 95-99.9% من الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى الأرض من الشمس، فتُنتِج عن عملية الامتصاص هذه الحرارة، ولذلك تزداد درجة الحرارة في طبقة الستراتوسفير بازدياد الارتفاع.

تجدر الإشارة إلى أنَّ غازات الأوزون والأكسجين في طبقة الأوزون قادرة على إعادة تشكيل نفسها بعدما تكسّر الأشعة فوق البنفسجية الروابط بين ذراتها، ممّا ينتج عنه ذرات أكسجين حرّة (O) – أحادي الذرة-، والتي تكون قابليتها للتفاعل عالية جدًا، أي أنَّها تتربط بسهولة مع الذرات الأخرى، وبالتالي ترتبط ذرة الأكسجين الحرّة بذرة أكسجين حُرّة أخرى لإنتاج جزيء الأكسجين (O₂)، والذي يرتبط فيما بعد بذرّة أكسجين حُرّة ليَنتج الأوزون (O₃).

تاريخ اكتشاف ثقب الأوزون

عُرفت ظاهرة ثُقب الأوزون فوق القُطب الجنوبي بعدما قدّم العُلماء جو فارمان (Joe Farman)، وبريان غاردينر (Brian Gardiner)، وجوناثان شانكلين (Jonathan Shanklin) تقريرًا في عام 1985م يُشير إلى انخفاص كبير وغير مُتوقّع في مستويات الأوزون في طبقة الستراتوسفير فوق القطب الجنوبي، إذ أوضحت البيانات التي جُمِعَت من قِبْلهم أنَّ هُناك انخفاض في مستوى الأوزون قد حدث في هذه المنطقة في أشهر الربيع في أواخر السبعينيات، ثمّ بقدوم عام 1984م أصبح سُمك طبقة الأوزون فوق القطب الجنوبي في شهر تشرين الأول/أكتوبر يعادل نحو ثُلثي ما كان عليه في العقود السابقة.

أشار العالم فارمان إلى أنَّ هُناك ارتباط وثيق بين ثُقب الأوزون واستخدام الإنسان لمركبات الكلوروفلوروكربون (بالإنجليزية :Chlorofluorocarbons) في الصناعات وأجهزة التبريد مثل الثلاجات، وعلاوةً على ذلك فقد أدّت النتائج التي توصّل إليها العالم فارمان وزملاؤه إلى تغيير في مجالات عُلوم الغلاف الجوي والتفاعلات الكيميائية، الأمر الذي نتج عنه أيضًا تغيير نهج السياسات العالمية المُتعلّقة بالبيئة.

المواد المضرّة بطبقة الأوزون

تشمل المواد المُضرّة بطبقة الأوزون أو ما تُعرف باسم المواد المُستنفذة لطبقة الأوزون العديد من المركبات الكيميائية التي تحلّل الأوزون في طبقة الستراتوسفير، وأهمّها غازات الهالوجينات، أي الغازات التي تحتوي على الكلور، أو البروم، أو كليهما، بما في ذلك مركّبات الكلوروفلوروكربون (CFCs)، ومركّبات الهيدروكلوروفلوروكربونات (HCFCs)، ومركّبات كلوريد أو بروميد الميثيل، بالإضافة إلى الهالونات، إذ تنبعث هذه المركّبات الكيميائية عن طريق الرياح عبر طبقات الغلاف الجوي السُفلية لتصل إلى طبقة الستراتوسفير، وهناك تتشكّل غازات الهالوجينات ذات القابلية الشديدة للتفاعل في ظِل وجود نسبة من الأشعة فوق البنفسجية، ممّا يؤدّي إلى تفكيك الروابط بين ذرات الأوزون، الأمر الذي ينتج عنه اضمحلال طبقة الأوزون.

تتفاوت المركبات الكيميائية السابقة في تأثيرها في استنفاذ طبقة الأوزون، ويوضّح الجدول الآتي هذه المركّبات وإمكانية استنفاذ الأوزون لكلّ منها، وذلك لكلّ طن من الغازات، مُقاسةً بالنسبة إلى مركب كلوروفلوروكربون-11 (CFC-11)، إذ تُستخدَم إمكانية استنفاذه للأوزون (بالإنجليزية: Ozone Depleting Potential) كدالّة لقياس تأثير المركبات الأخرى، فمثلاً في حال كانت إمكانية استنفاذ الأوزون للمركّب تبلغ 10، فهذا يعني أنَّها تُعادل عشرة أضعاف تأثير مركّب كلوروفلوركربون-11 للطن الواحد من الغازات: