بحث حول طبقة الأوزون

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٧:١٩ ، ٣ يناير ٢٠١٦
بحث حول طبقة الأوزون

الغلاف الجوي

تجذب الجاذبيّة الأرضية طبقة مكوّنة من خليط من غاز النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون وآرغون وبخار الماء والهيليوم والهيدروجين ونيون والزينون، ويُسمّى مجموع هذه الغازات بالغلاف الجوي الأرضي، ويقسم هذا الغلاف إلى ست طبقات رئيسية وهي الطبقة الأولى المتكوّر الدوار، والطبقة الثانية المتكوّر الطبقي (الستراتوسفير)، الطبقة الثالثة المتكوّر الأوسط والمتكور الحراري، والمتكور المتأين، وطبقة الإكروسفير. 


وتتضمن طبقة الميزوسفير المتكور الأوسط أهمّ الطبقات التي تحيط بالكرة الأرضية، وهي طبقة الأوزون والتي تمنح بدورها الطبقة الميزوسفير درجة حرارة عالية إثر وجودها في الجزء الأسفل من هذه الطبقة، في بحثنا هذا سنتطرق لكل ما يتعلق بطبقة الأوزون.


طبقة الأوزون

هي عبارة عن مجموعة من الغازات التي اتّحدت مع بعضها لتشكل طبقة تدخل في تكوين طبقات الغلاف الجوي للكرة الأرضية، وتُعتبر طبقة الأوزون أحد المكوّنات الأساسية التي تدخل في تشكيل طبقة الستراتوسفير حيث تتخذ الجزء الأسفل منها موقعاً لها، وتمنحها الغازات المكوّنة اللون الأزرق، ويبلغ ارتفاع طبقة الأوزون مسافة تصل ما بين ثلاثين إلى خمسين كيلومتراً فوق سطح الأرض، ويبلغ سُمك هذه الطبقة تقريباً من اثنين إلى ثماني كيلومترات، ويرمز لغاز الأوزون الموجود فيها بـ (O3) وذلك بسبب تكوّنه من ثلاث ذرات من الأكسجين المترابطة، ومن الجدير بالذكر أنّ طبقة الأوزون أساساً تتكوّن من اتحاد جزيئات ذرتين من الأكسجين (O2) وتصبح فيما بعد حرة، وتبدأ بالاندماج مع الجسيمات الأخرى التي تعترضها، وعندما تتصادف ذرتا الأكسجين مع ذرة أكسجين جديدة تتحد معها وتتفاعل وينتج ثلاث ذرات من الاكسجين (O3) والذي يكون صالحاً للتنفس لدى الإنسان.


تحوّل الأشعة فوق البنفسجية (UV) التي ترسلها الشمس نسبة من غاز الأكسجين إلى غاز الأوزون، وتتأثر طبقة الأوزون بهذه الأشعة بسبب افتقارها للطبقات الهوائيّة السميكة التي تعمل كواقٍ لها، وتلعب طبقة الأوزون دوراً مهماً في حماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجية، وذلك بمنعها من الوصول إليها بتركيز عالٍ، حيث تمتص هذه الأشعة، وبالتالي تقي الكائنات الحية على سطح الأرض من الهلاك والأمراض، وتُصنّف الأشعة فوق البنفسجية الضارة إلى ثلاثة أصناف، وفقاً لطول موجاتها وهي UV-A, UV-B, UV-C, ويُعتبر UV-C أكثرها ضرراً وخطورة على حياة العنصر البشري، وتنقّيها طبقة الأوزون بشكل تام عندما تصل هذه الأشعة على ارتفاع يبلغ خمسة وثلاثين كيلومتراً.


أهميّة طبقة الأوزون

تلعب طبقة الأوزون دور الواقي للكرة الأرضيّة من الأشعة فوق البنفسجيّة التي تصدرها الشمس، حيث إنّه لولا وجود طبقة الأوزون لأصيب الإنسان بأمراض سرطانيّة جلدية، وكما تتعرض الحيوانات والنباتات للعديد من الأمراض التي تودي بحياتها، وبذلك تكون طبقة الأوزون قد عملت على الوقاية من ضيق التنفس والإرهاق والصداع، واضطرابات الجهاز العصبي والتنفسي.


أسباب تدمير الأوزون

  • إطلاق أكاسيد نيتروجينية من بعض أنواع الطائرات، كثاني أكسيد النتروجين، أو أول أكسيد النتروجين.
  • الاحتباس الحراري.
  • إطلاق مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) التي يتم إصدارها من أغراض تستخدم في الحياة اليوميّة، كالسيارات وأجهزة التكييف.
  • الهالونات التي يتم مكافحة الحرائق بواسطتها، لها تأثير على طبقة الأوزون بشكل ضار.
  • المبيد الحشري بروميد الميثيل، حيث إنّه بالرغم من مفعوله الإيجابيّ بتعقيم المخزون الزراعيّ، وتعقيم التربة إلا أنّه يلحق الضرر بطبقة الأوزون.
  • المذيبات، وهي التي يتم استخدامها لإجراء عمليات تنظيف الدوائر الإلكترونيّة.
  • التجارب النووية والتي تؤثر على طبقة الأوزون بإتلاف ما تصل نسبته ما بين عشرين إلى سبعين بالمئة، ونخص بالذكر التفجيرات الهوائية.
  • الانفجارات البركانية، وتقع على عاتق هذه الانفجارات المسؤولية الكبرى في إلحاق الضرر بطبقة الأوزون وتآكلها إذ تطلق أحد عشر طناً من كلوريد الهيدروجين وتقذف ستة ملايين طن من كبريتيد الهيدروجين سنويّاً للغلاف الجوي، وبالتالي تحدث سلسلة من التفاعلات بين جزيئات الكلور وحمض الكبريت مع غاز الأوزون الموجود في طبقة الأوزون في طبقة الستراتوسفير بعد انفجار البركان.
  • العوامل الجيوفيزيائية، من الأمثلة عليها الأعاصير والنشاط الشمسي، وقد رجّح العلماء أنّ نضوب وتآكل طبقة الأوزون في القطب الشمالي تعزى أسبابه إلى هذه العوامل بالدرجة الأولى.
  • التلوث الجوي نتيجة عمليّات الاحتراق ومخلّفات المصانع وأدخنة التي تطلقها المصانع والسيارات والمعامل في الجو.


أضرار تآكل طبقة الأوزون

  • ارتفاع نسبة الأشعة فوق البنفسجية.
  • تشكّل سحابة ضبابيّة دخانيّة في الجو لعدة أيام تلحق الضرر بالكائنات الحية.
  • إضعاف واضطراب عمل جهاز المناعة لدى الإنسان، ويصبح أقل مقاومة للفيروسات.
  • ارتفاع نسبة احتمالية إصابة عين الانسان بالماء الأبيض أو الأزرق.
  • ارتفاع نسبة الإصابة بالسرطان الجلدي.
  • تفاقم وزيادة مشكلة الاحتباس الحراري.
  • فقدان بعض النباتات لقيمتها الغذائية؛ نتيجة فقدان المحتوى المعدني.
  • تهديد حياة الحيوانات البحرية والنباتات البحرية.
  • يطرأ على المناخ تغيرات تتمثل بالتلوّث الجوي عند ارتفاع درجات الحرارة.
  • ازدياد المساحات الصحراوية، واندلاع الحرائق وارتفاع مستوى سطح البحر.


ثقب طبقة الأوزون

يُعرف ثقب الأوزن بأنّه عملية تناقص نسبة غاز الأوزون في منطقة معينة، ويكون الثقب واضحاً وظاهراً بشهري أغسطس وسبتمبر من كل سنة، ويكون ذلك فوق القطب الجنوبيّ، ويبدأ هذا الثقب بالتوسّع شيئاً فشيئاً في فصل الخريف، ومن المؤسف أنّ هذا الثقب في كل موسم يظهر به يكون أكثر اتساعاً وسوءاً مما كان عليه من قبل، وقد كشفت الأقمار الصناعية عن توسع طبقة الأوزون في المناطق القطبية بشكل أكبر من أي مكان آخر فوق سطح الأرض وذلك لتأثير البريد القارس على تحفيز عملية تآكل طبقة الأوزون وتوسيع ثقبها.

ويرجّح علماء أنّ ثقب الأوزون أو ما يسمّى بنضوب طبقة الأوزون لا يكمن فقط في قطبي الأرض بل من الممكن أن يمتدّ ليصل أجواء الدول الصناعية الكبرى، وبدأت عملية النضوب التدريجي منذ أن بدأ الإنسان بإنتاج المركبات الكيماويّة والغازات الضارة بها، كغاز الكلور وغاز البرومين، وهما غازان مستقرّان كيميائيّاً، ويكمن دورهما في إلحاق الضرر عندما تفكك الأشعة فوق البنفسجية هذه الغازات إلى جزيئات كالكلور والفلور فور وصولها إلى طبقة الستراتوسفير، وبدورها تقوم هذه المركبات المتفككة بسلسلة من التفاعلات التي تلحق بجزيئات الأوزون التفكك والانقسام بأكثر من مئة ألف جزيء. 


وفي التفاصيل، تبدأ عمليّة هدم طبقة الأوزون واستنزافها بأن مركبات CFCS تتعرّض للتفكك والتحطيم بفعل الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي يبدأ نشاط ذرة الكلور وانطلاقها فتدخل هذه الذرة النشطة بسلسلة من التفاعلات مع جزيئات غاز الأوزون الموجود في طبقة الأوزون، ويكون ناتج هذه التفاعلات هو جزيء أكسجين وأول أكسيد الكلورين، وبدورها تدخل بسلسلة من التفاعلات الكيميائيّة ما بين ذرة الأكسجين الناتجة، وتكون نشطة للغاية مع أول أكسيد الكلور، ومجدداً يتم إطلاق ذرة كلور تمتاز بنشاطها، وتحطم جزيئات الأوزون وتستمر هذه التفاعلات في دورة متكاملة.


حماية طبقة الأوزون

  • التوعية البشرية بأهمية الحفاظ على طبقة الأوزون.
  • ترشيد النشاطات الصناعية التي تلحق الضرر بطبقة الأوزون.
  • منع تداول واستعمال المبيدات الحشرية، التي يدخل الكلورولوروكربون في تكوينها.
  • الحد من إنتاج غاز الكلوروفلوروكربون ومنعه دولياً.
  • استخدام معطرات الجو الصديقة للبيئة وطبقة الأوزون، والتخلي عن البخاخات التي تحتوي على مواد ضارة.
  • تجنّب اقتناء أجهزة التبريد والتكييف التي تحتوي على غازات ضارة بطبقة الأوزون.
  • تجنّب تفريغ مطافئ الحريق إذا لم يكن هناك سبب يستدعي ذلك.
  • الحرص على استمرارية الصيانة للأجهزة التي تدخل في تكوينها المركبات المضرة بطبقة الأوزون.