-
لایه ازون ، لایه زندگی
لایه ازون
اتمسفر زمين از پائين به بالا به 5 لايه تقسيم شود: 1- تروپوسفر 2- استراتوسفر 3- مزوسفر 4- ترموسفر 5- اگزوسفر
تروپوسفر نزديكترين لايه زمين و جايي است كه اتفاقات جوي در آن روي مي دهد. استراتوسفر درست بالاي تروپوسفر و در ارتفاع حدود 5-10 كيلومتري بالاي زمين قرار دارد و لايه ازون را در بر مي گيرد كه در ارتفاع 30-20 كيلومتري واقع شده است. مزوسفر تقريباً در ارتفاع 80-50 كيلومتري بالاي زمين و ترموسفر در ارتفاع تقريباً 200-100 كيلومتري بالاي زمين قرار دارد. سرانجام خارجي ترين لايه يعني اگزوسفر را داريم كه به شكل نامنظم و در ارتفاع 1000-960 كيلومتري واقع گرديده است.
ازون (O3) يك ملكول سه اتمي از اكسيژن است كه پايداري آن نسبت به O2 خيلي كمتر مي باشد. ازون موجود در هواي تنفسي با يك آلاينده هوا بوده و آثار سوئي روي سيستم تنفسي حيوانات دارد. ازون موجود در ارتفاعات جوي از رسيدن اشعه UV به سطح زمين جلوگيري مي كند. مدارك زيادی در دست است كه نشان ميدهد غلظتهاي بالاي ازون مي تواند روي عملكرد ريه ها اثر گذاشته، سيستم تنفسي را تحريك نمايد. براي حدود يك بيليون سال ملكولهاي ازون در جو حيات را روي كره زمين در برابر اثرات زيانبار اشعه ماوراء بنفش محافظت كرده اند. از هر يك ميليون ملكول هوا تنها ده (10) ملكول يا كمتر، ملكول ازون است قسمت عمده اين ملكولهاي ازون در لايه اي بين 10 تا 40 كيلومتري (6 تا 25 مايلي) بالاي سطح كره زمين قرار گرفته است. در هر بهار در اتمسفر بالاي قطب جنوب (بهار در نيمكره جنوبي از سپتامبر تا نوامبر طول ميكشد)، ازون جوي به سرعت توسط فعل و انفعالات شيميايي از بين مي رود. هنگام شروع زمستان گردبادی در اطراف قطب شروع به وزيدن كرده و جو قطبي را جدا و ايزوله مي كند. هنگامي كه دما به كمتر از 78- درجه سانتیگراد ( 109- درجه فارنهایت) مي رسد مخلوطي از ابرهاي نازك از يخ، اسيد نيتريك و اسيد سولفوريك تشكيل مي شود. د ر این زمان واكنشهاي شيميايي روي سطوح كريستال هاي يخ موجود در ابرها اشكال فعالي از CFC ها را آزاد ميكنند. به این ترتیب كاهش ازون آغاز شده و سوراخ ازون پديدار مي گردد. پس از يك دوره دو تاسه ماهه تقريباً 50% ميزان كلي ستون ازون در جو ناپديد مي شود. در بعضی از سطوح اين كاهش به حدود 90% هم مي رسد كه در اين حالت به آن سوراخ ازون قطب جنوب گفته گفته مي شود. در بهار دما شروع به افزايش كرده و يخ ها تبخير مي شويد و لايه ازون شروع به ترميم و بهبودي مي كند. سوراخ ازون قطب جنوب در سال 1985 توسط دانشمندان بريتانيايي عضو گروه (انجمن) بقاي قطب جنوب بریتانيا(British Antarctic Survey) به نام هاي Jonathan Shanklin, Brian Gardiner كشف شد. سوراخ ازون در واقع ايجاد كاهش در تراكم ازون بالاي كره زمين در استراتوسفر است. سوراخ ازون به لحاظ جغرافيايي به شكل محدوده اي تعريف مي شود كه ميزان ازون در آن كمتر از 220 واحد دابسون مي باشد. سوراخ ازون به طور مداوم از آگوست تا اوايل دسامبر وسعت يافته است(تا 27 كيلومتر مربع).
پس از تجمعات و اعتراض ها و گفتگوهاي زياد، پروتكل مونترال در مورد مواد كاهنده لايه ازون، سرانجام در 16 سپتامبر 1987 مورد توافق قرار گرفت. اطلاعات ماهوارهNASA/NOAA افزايش كلرين و بدنبال آن كاهش ضخامت لايه ازون را از 1979 تا 1997 نشان ميدهد. با كاهش كلرين جوي در پاسخ به مفاد پروتكل مونترال، اولين قدم در بهبودي و ترميم سوراخ ازون برداشته و ترميم آن آغاز گرديد. در پروتكل مونترال ذكر شده است كه توليد و مصرف تركيبات كاهنده ازون در استراتوسفر يعني كلروفلوروكربن ها(CFCs)، هالوژن ها، تتراكلريدكربن و متيل كلروفرم بايد تا سال2000 متوقف شود. (اين تاريخ براي متيل كلروفرم سال 2005 در نظر گرفته شده است). نظرات و مدارك علمي نشان مي دهند كه هنگامي اين تركيبات به محض ورود به اتمسفر مي توانند به طور مشخص ازون استراتوسفريك را كاهش دهند. لایه ازون مانند محافظي كره زمين را در برگرفته و از رسیدن بیش از حد اشعه UV-B به زمین جلوگیری مي كند. كلرين هاي ساخت دست بشر و در درجه اول كلروفلوروكربنها(CFCs) به نازك شدن لايه ازون كمك كرده و اجازه ميدهند ميزان بيشتري از اشعه زيان آور ماوراءبنفش به زمين برسد.
ازون موجود در اتمسفر توسط واكنش بين ملكولهاي اكسيژن (مركب از دو اتم اكسيژن) و اشعه UV ايجاد مي شود. وقتي UV به اين ملكولهاي اكسيژن مي تابد سبب شكستن ملكولها به دو اتم اكسيژن منفرد مي شود: (UV+O2ào+o). اين اتم هاي منفرد اكسيژن بسيار فعال و واكنش پذير هستند و يك اتم منفرد با يك ملكول اكسيژن تركيب شده و ازون يا O3 تشكيل مي شود كه تركيبي از 3 اتم اكسيژن مي باشد: (2o+2o2à2o3). لايه ازون براي ادامه حيات روي كره زمين ضروري است. اين لايه توانايي جذب قسمت عمده اشعه UV را دارد و از نفوذ آن به سطح زمين جلوگيري مي كند. اشعه UV طول موجي حدود 320-290 نانومتر دارد كه براي زندگي زيان آور است زيرا توانايي نفوذ به سلولها و نابودي DNA را در بسياري از موجودات زنده دارد. در واقع مي توان گفت لايه ازون مانند فيلتري براي اشعه UV عمل مي كند و در صورت نبودن اين ----- ما با افزايش سرطان ها و نابودي حيات مواجهيم.
منابع كاهنده لايه ازون عبارتند از:
1- فعاليتهاي بشري 2- منابع طبيعي 3- فعاليتهاي آتشفشاني
فعاليتهای انسانی بيش از دو عامل ديگر در كاهش ازون تأثير دارد. اين فعاليتها سبب آزاد شدن تركيبات شامل كلرين يا برومين به جو شده و حدود 75% تا 85% مواد كاهنده ازون را تشكيل ميدهند. شايد بيشترين مدارك دال بر اثر سوء (CFC) يا كلروفلوروكربن ها باشد. CFC ها ابتدا براي تميز كردن صفحات الكترونيكي مورد استفاده قرار مي گرفتند و پس از گذشت زمان در آئروسل ها و خنك كننده ها (Coolantها) مثل يخچال ها و تهويه سازها مورد استفاده قرار گرفتند. وقتي CFC ها از اين محصولات آزاد شده و وارد جو مي شوند، نابودي ازون آغاز ميشود. با ورودCFCها، ملكول ها به ازون موجود در لايه استراتوسفر مي رسند. سپسUV به CFC برخورد كرده و سبب آزاد شدن اتم كلرين مي گردد. اين كلرين سپس با ملكول ازون وارد واكنش شده و منوكسيد كلرين يا (Clo) را مي سازد و يك ملكول اكسيژن آزاد مي كند:
Cl+O3àO2+Clo
پس از آن يك اتم اكسيژن منفرد با يك ملكول منوكسيد كلرين واكنش داده و سبب تشكيل يك ملكول اكسيژن و يك اتم كلرين منفرد مي گردد: o + cloàcl + o2
اين اتم كلرين دوباره چرخه را ادامه داده و سبب نابودي بيشتر ازون مي گردد و از آنجا كه CFC ها طول عمري حدود 100-20 سال دارند، ملكول هايي كه قبلاً طي سالهاي پيش آزاد و وارد جو شده اند براي سالهاي زيادي توانايي آسيب رساندن به لايه ازون را حفظ می کنند. منابع طبيعي نيز به كاهش لايه ازون كمك مي كنند ولي اين آسيب به اندازه هاي عامل انساني نيست. سرانجام فعاليتهاي آتشفشاني سبب آسيب به اين لايه مي شوند كه البته اثرات آنها خيلي كم است و مي توان ميزان آن را بين 1 تا 5% در نظر گرفت. در طول فعاليتهای آتشفشاني بزرگ، كلرين به شكل تركيب اسيدكلريدريك (Hcl) مستقيماً وارد جو و استراتوسفر مي شود. همراه اين اسيد، دي اكسيد گوگرد نيز وارد جو مي شود. در اين حالت دي اكسيد گوگرد مضرتر و آسيب رسان تر از كلرين است زيرا به آئروسل هاي اسيد سولفوريك تبديل مي شود. اين آئروسل ها باعث تشديد واكنشهاي شيميايي مضر ميشوند كه سبب آزاد شدن كلرين و نابودي ازون مي گردد.
چرا قطب جنوب؟
در قطب جنوب شرايط ويژه اي وجود دارد كه باعث تشديد كاهش لايه ازون مي گردد. در هر زمستان در قطب جنوب يك گردباد قطبي بالاي قطب جنوب تشكيل مي شود. اين گردباد قطبي در واقع يك توده چرخشي از هواي خيلي سرد و راكد است كه توسط بادهاي قوي غربي احاطه مي شود. از آنجا كه در طول زمستان در قطب جنوب تابش نور خورشيد وجود ندارد هوا خيلي سرد شده و ابرهاي يخ تشكيل مي شوند. وقتي خورشيد در بهار باز مي گردد، درخشش نور روي اكسيد نيتروژن آکنده از تكه هاي يخ تشكيل كلرين را فعال مي كند و سبب كاهش سريع ازون مي شود. سرانجام هنگامي كه گردباد قطبي از بين مي رود، اين روند كاهش پيدا مي كند. آثار گردباد قطبي كاملاً تاثير گذار و قابل مشاهده است. براي حدود دوماه در هر بهار قطب جنوب كاهش ازون كلي تا حدود 60% در بيشتر قسمتهاي قطب جنوب رخ میدهد. هر چند سطوح ازون بر اساس فصول مختلف، متفاوت است، لايه هاي ازون استراتوسفريك از سال 1970 هر سال كمتر شده است. در سال 1997 سوراخ ازون قطب جنوب در اكتبر حدود 24 كيلومتر مربع وسعت داشت. اثرات محيطي و تاثير بر سلامتي ز نظر بيولوژيك، اشعه UV روي اكوسيستم هاي خاكي و آبي اثر گذاشته وسبب ایجاد تغییر در رشد، زنجيره غذايي، و چرخه هاي بيوشيميايي می شود. كاهش ازون استراتوسفريك همچنين دماي توزيع شده در اتمسفر و در نتيجه شاخص هاي محيطي و آب و هوايي را تغيير مي دهد.كاهش در ميزان ازون جو سبب كاهش ايمني بدن مي شود. اين تئوري ابتدا در سال 1960 ، هنگامي مطرح شد كه خوكچه هاي هندي كه در معرض آلرژن قرار گرفته بودند پس از تحريك با اشعه UV پاسخ ايمني كمتري نشان دادند. به علاوه مطالعه ديگري نشان مي داد كه اشعه UV همين تأثير را روي حيواناتي دارد كه با اشعه X درمان شده و ايمونوساپرشن(سرکوب ایمنی) شيميايي داشته اند. در واقع هر سه عامل فوق كاهنده قدرت سيستم ايمني بدن هستند. نشان داده شده است كه ميزان UV كه به سطح زمين مي رسد با كاهش ازون ارتباط دارد. در سال 1997 ميزان UV-B به شكل 2% در سال بطور مداوم در حال بالا رفتن بود. بالا رفتن UV در سطح زمين سبب آسيب به سلامتي انسان، كيفيت هوا، حيات بيولوژيك و مواد مشخصي مثل پلاستيك هامي شود. تاثير روي سلامت انسان شامل افزايش انواع مشخصي از سرطان هاي پوست، كاتاراكت(آب مروارید) و اختلالات كاهش ايمني است. افزايش نفوذ UV منجر به توليد بيشتر ازون در سطح زمين مي شود كه بيماريهاي تنفسي را بدنبال دارد. اثر ديگرUV روي پوست تأثير بر UCA است. UCA تركيبي است كه قبلاً تصور مي شد نوعي ضد آفتاب باشد .(Urocanic acid) UCA در واقع شبیه يك آنتن براي گرفتن اشعه UV عمل مي كند. وقتي اشعه UV به پوست برخورد مي كند سبب مي شود UCA موجود در پوست دچار تغييرات ساختماني ملكولي از نوع ترانس به نوع سيس شود: Trans UCAàCis UCA
اين تغييرات در تعدادي از سلولهاي پوست اتفاق افتاده و باعث ارسال پيامي به سيستم ايمني مي شود. اگر UVA سبب آسيب به DNA شده باشد، احتمال يك رشد سرطاني وجود دارد. بیماری دیگری که با کاهش میزان لایه ازون ارتباط دارد كاتاراكت است. حدس زده می شود که در ازاي كاهش ازون به ميزان يك درصد، حدود 100 تا 150 هزار مورد نابينايي ناشي از كاتاراكت بروزپیدا کند.
براي محافظت از لايه ازون چه مي توان كرد؟اولين قدم در حفاظت از لايه ازون داشتن اطلاعاتي درباره لايه ازون و عوامل كاهنده آن است. تنها راه بهبود و ترميم سوراخ ازون توقف ورود CFCs و ساير مواد كاهنده ازون (ODS) در جو است. بايد تا آنجا كه مي شود از موادي غير از CFCs و ODS استفاده كرد و مواد بيولوژيك كه به چرخه حيات باز ميگردند جايگزين آنها نمود. همچنين بايد استفاده از مواد فوق را تا حد امكان محدود كرد. براي حفاظت از لايه ازون توصيه مي شود كه:
1- سعي كنيم از موادي كه بر چسب ozone- friendly دارند استفاده كنيم.- مراقب تراوش مواد از تهويه كننده هاي وسايل نقليه باشيم.به مدارس پيشنهاد داده شود كه در مورد اين متوله بيشتر به دانش آموزان آموزش داده شود.محافظت از خود در برابر اشعه uvارتباط مستقيمي بين افزايش تابش اشعه ماوراء بنفش و افزايش خطر ابتلا به انواع مشخصي از سرطانهاي پوست وجود دارد. عوامل خطر عبارتند از نوع پوست، ميزان آفتاب سوختگي در طي دوران كودكي، و در معرض نور خورشيد شديد قرار گرفتن. تغييرات اخير در شيوه زندگي و افزايش تعداد افرادي كه در تعطيلات به فضاهاي باز مي روند تا حدي مسئول افزايش سرطان هاي بدخيم پوست است. براي كم كردن ريسك ابتلا به سرطان پوست، پوشاندن پوست با تن پوش يا استفاده از ضد آفتاب مناسب استفاده از كلاه و استفاده از عينك هاي آفتابي كه نور UV از آنها عبور نمي كند براي محافظت چشمان توصيه مي شود.
دورنماي آينده عليرغم كنترل ODS، پيش بيني مي شود كه كمبود شديد ازون و حداكثر سطوح كلرين و برومين در استراتوسفر در دهه آينده اتفاق بيفتد. بهر شكل موفقيت پروتكل مونترال به صورت ايجاد تغييرات در تراكم مواد شيميايي توليد شده توسط انسان در تروپوسفر مشاهده شده است.
لایه اوزون لایه محافظ حساسی از گاز طبیعی O3 است که در استراتوسفر (حدود 25 الی 40 کیلومتری سطح زمین) یافت می‌شود. این گاز نجات بخش با جذب و کاهش اثرات مخرب امواج پر انرژی ماورای بنفش خورشید همانند صافی کره زمین را از اثرات تخریبی امواج آسیب‌زا مصون و محفوظ نگه می‌دارد.
اوزون (Ozone) گازی است به فرمول O3 که مولکولهای آن از پیوند یافتن سه اتم اکسیژن با یکدیگر تشکیل شده‌است .
ساختار لایه اوزون :
کنت مارکهام ، شیمیدانی در سازمان تحقیقات علمی و صنعتی نیوزلند نمونه‌هایی از نوع خزه را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد ، که نام علمی‌اش بریوم آرژانتئوم است. این نمونه‌ها از منطقه دریای راس جمع آوری و طی سالهای 1957 تا 1989 نگه داری شده‌اند. مارکهام در جستجوی ترکیباتی به نام فلاوونوئید بود که رنگدانه‌های گیاهی هستند. پژوهشهای اخیر نشان داده‌اند که فلاوونوئید دارای یک خاصیت مهم یعنی "محافظت در برابر نور" است . این ترکیب هنگامی در گیاهان پدید می‌آید که بویژه در معرض تابش پر انرژی نور فرا بنفش قرار میگیرند ، یعنی در معرض گستره‌ای از طول موجهایی که غالباً بر اثر رقیق شدن لایه اوزون "استراتوسفر" تاثیرشان شدیدتر می‌شود.
فلاوونوئیدها در برابر اندک افزایشی در تابش نور فرابنفش بسیار حساس‌اند. بنابرین ، غلظت آنها با میزان نور فرابنفش به صورت خطی تغییر می‌یابد ، بدین معنی که دو برابر شدن غلظت نور فرابنفش باعث دو برابر شدن غلظت فلاوونوئید می‌شود. کنت مارکهام مقدار فلاوونوئید را در نمونه‌های خزهای که در اختیار داشت، اندازه گیری کرد. نتیجه‌های به دست آمده وجود حفره اوزون را که در دهه 80 اعلام شده بود ، تایید کردند. آنگاه مارکهام ، مقدار اوزون رسیده به زمین بین سالهای 1964 و 1986 را در قطب جنوب اندازه گیری کرد. او این اندازه گیری را با مقدار فلاوونوئید نمودار خود در همان مدت مقایسه کرد و بدین نتیجه رسید که این مقدارها تقریباً تصویر آیینه‌ای یکدیگرند.
فلاوونوئیدها ، ترکیباتی هستند که گیاهان را از آسیب نور خورشید محفوظ میدارند. غلظت آنها در خزه ، هنگامی که اوزون رقیق باشد ، زیاد و هنگامی که اوزون به مقدار کافی باشد کم است. بنابر نظریه مارکهام ، حتی مقدار زیاد و غیر منتظره تابش نور فرابنفش در میانه دهه 60 ، که داده‌های مربوط به فلاوونوئیدها نشان می‌دادند ، به صورت کاهش میزان اوزون و در همان موقع مشاهده می‌شود.
ضرورت حفاظت از لایه اوزون :
اگر لایه اوزون از بین برود ، زندگی از کره زمین رخت بر خواهد بست. با از بین رفتن لایه حیاتی اوزون ، نسل بشری ، پوشش گیاهی و حیات جانوری در مدت کوتاهی به صورت اسفباری منقرض خواهد گردید. در حال حاضر که این لایه آسیب دیده است ، تشعشعات ماورای بنفش که به زمین می‌رسد شدت یافته و این مسئله باعث ایجاد سرطانهای پوست ، تضعیف مکانیزم دفاعی و ایمنی بدن انسان و همچنین ایجاد آب مروارید گردیده است. علاوه بر آن به علت آسیب دیدن لایه اوزون کل نظام زیست محیطی " اکوسیستم" در سراسر پهنه گیتی دچار ناهماهنگی و عدم توازن جدی و فزاینده شده است.
عوامل مخرب لایه اوزون :
عوامل کلیدی موثر در رقیق شدن اوزون عبارتند از : آزمایش بمبهای اتمی در جو زمین ، و شار اندک ذراتی از خورشید (که با میانه دوره 11 ساله لکه‌های خورشیدی متناظر است) ، نوسان شبه دو ساله فورانهای آتشفشان ، مصرف متوالی کلرو فلوئوروکربن این گازها در حکم حلال در انواع افشانه‌ها به کار می‌روند تحت نام کلی CFC (سی اف سی) معروفند که نمونه آنها گاز فریون (Freon) یخچالهاست. در انواع افشانه‌های آرایشی و بسیاری از صنایع شیمیایی.
پیامدهای ناشی از تخریب لایه اوزون :
تخریب و سوراخ شدن لایه اوزون باعث عبور غیر قابل کنترل تابش فرابنفش خورشیدی می‌شود که سبب افزایش دمای زمین و ذوب یخهای قطبی و افزایش آب دریاها شده که در نهایت به زیر آب رفتن خشکیها می‌انجامد و نیز موجب سوختگی پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بیماریهای چشمی ، همچنین وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گیاهان می‌شود. و بالاخره باعث انقراض زندگی تمام موجودات می‌شود.
چگونگی جلوگیری از بحران لایه اوزون :
تحلیل میزان فلاوونوئیدها ممکن است اطلاعاتی راجع به مقدار اوزون در مناطق مختلف قطب جنوب و جاهای دیگر به دست بدهد . بنا بر نظر مارکهام "وجود این گیاهان نوعی امیدواری را برای نگاه کردن به پیش از سال 1956 در پی یافتن نشانه‌های رقیق شدن در اوزون ، و نیز برای پاسخ دادن به این پرسش پدید می‌آورد که آیا رقیق شدن لایه اوزون در میانه دهه 60 در سایر منطقه‌های قطب جنوب واقع شده است یا نه ." اگر چنین باشد ، ما باید در این باره که چرا چنین واقعهای روی داده است، تجدید نظر کنیم. شاید هم نظریه کلرو فلئورو کربن بیش از حد مبتنی بر ساده اندیشی باشد .
لایه اوزون در قسمت شمالی زمین در سال 1980میلادی بین 15 تا20 درصد کاهش پیدا کرده است. برای رفع این مشکل جمعی از بهترین متخصصان زمین شناسی هر سال برای تحقیق و جستجو دور یکدیگر جمع می‌شوند. در سال 1992 پروکتیل مونترال درباره لایه اوزون مطالعه و تحقیقی داشت که فهمید بزرگ شدن سوراخ لایه اوزون بستگی به آلودگی هوا و تولید مواد سمّی دارد. در همان سال سازمان ملل متحد و حفاظت از محیط زیست برنامه‌ای را طرّاحی کرد که این برنامه جهت محافظت و حمایت از محیط زیست و مخصوصا لایه اوزون به نام برنامه UNEP طراحی کرد، که این برنامه جهت جلوگیری از تولید مواد سمّی و مواد شیمیایی آلوده کننده است.
بر اساس تحقیقات دانشمندان لایه اوزون بر فراز قطب جنوب ، در میانه دهه 60 تا حد زیادی رقیق شده است. دانشمندان میزان مواد "محافظ در برابر نور" را که گیاهان را از آسیب نور مصون میدارند ، اندازه گیری کرده اند.
مطالعه این مواد راه تازهای را برای بازسازی چگونگی نوسان اوزون موجود در استراتوسفر پدید آورده است. این کار ممکن است مشخص کند که آیا رقیق شدن لایه اوزون فرآیندی دوره ای است و آیا کلرو فلئورو کربنها ، تنها عاملی هستند که سبب ایجاد حفره در لایه اوزون می شوند یا نه.
مولکولهای اکسیژن (O2) به اکسیژن اتمیک (O) تبدیل می‌شوند. اکسیژن اتمیک به سرعت با مولکولهای بیشتری ترکیب شده و به شکل اوزون می‌شود. آن پوشش حرارتی که در سطح بالا رشد کرده و سلامتی لایه اوزون را به خطر انداخته است و این مورد باعث شده است که اگر استراتوسفر نباشد ما نتوانیم بدون آن زنده بمانیم.
بالای استراتوسفر مقداری از آلودگی مضّر اشعه فرا بنفش را و همچنین تشعشعاتی از خورشید (امواج بین 320 تا 240) را که باعث می‌شود لایه اوزون آسیب ببیند و همچنین جان گیاهان به خطر بیفتد را جذب می‌کند. اشعه فرابنفش با تابیدن نور مولکولهای اوزون را می‌شکافد، ولی اوزون می‌تواند تغییر شکل بدهد و عکس العمل زیر از آن حاصل می‌شود:
O2 + O --------> O3 --------> O + O2 <-------- اشعه فرا بنفش + O3
همچنین اوزون در اثر عکس العمل زیر نابود می‌شود:
O3 + O -------> O2 + O2
عکس العمل دوم با افزایش پیدا کردن ارتفاع آهسته انجام می‌شود امّا عکس العمل سوم سریعتر انجام می‌شود. در بین همکاری عکس العملها تمرکز اوزون در حال تعادل است. در بالای اتمسفر اکسیژن اتمیک هنگامی که اشعه فرابنفش در سطح بالایی است، پیدا می‌شود. در اثر حرکت استراتوسفر هوای متراکم تری بدست می‌آید و جذب اشعه فرا بنفش افزایش می‌یابد و سطح اوزون به حداکثر و به تخمین " km20 می‌رسد. همراه با تئوری کمپمن یک مشکل نیز وجود داشت که این مشکل در سال 1960 تشخیص داده شد وحقیقت این بود که اوزون به وسیله عکس العمل 4 آهسته حرکت می کرد و دیده نمی شود.
گرم شدن زمین ترمیم حفره اوزون را به تعویق می اندازد دانشمندان هشدار داده اند :پدیده گرم شدن زمین می تواند تلاشها برای ترمیم حفره اوزون را که قرار بود تا سال 2050 انجام گیرد،حدود30سال به تعویق اندازد .این موضوع به رقم پیشرفتهایی است که با از رده خارج کردن مواد شیمیایی مخرّب اوزون انجام شده است. طبق گزارشی کاهش فراوانی در مصرف گازهای ساخته دست انسان بنام کلروفلورو کربن پدید آمده است. اینها گازهایی هستند که لایه محافظ زمین را می‌خورند.
به گفته دانشمندان اگر کشورها مصمم به دنبال نمودن این روند باشند ، حفره داخل لایه اوزون به آغاز به جمع شدن و کوچک شدن خواهد نمود تا اینکه ظرف 50 سال ترمیم خواهد شد. این جمع بندی و نتیجه گیری توسط مجمع بررسی فرآیندهای استراتوسفر و نقش آن در آب و هوا SPARC به عمل آمد. این مجمع از صدها کارشناس اقلیمی که دسامبر سال 1999در آرژانتین گرد هم آمدند و در سایه توجهات سازمان هواشناسی جهانی تشکیل جلسه دادند، شکل گرفته است. این دانشمندان هشدار دادند: حتّی اگر کاهش مصرف گازهای CFC برآورده شود، پدیده گرم شدن زمین _که نتیجه تولید گازهای گلخانه‌ای با وجود کربن به عنوان عنصر اصلی آن است و از سوختهای سنگواره‌ای بدست می‌آید- می‌تواند مهلت ترمیم حفره اوزون را چند دهه به تعویق اندازد.
به عنوان یک تناقض ، گرم شدن زمین ، جو را در نزدیکی سطح زمین حرارت میدهد اما لایه پایینی استراتوسفر یعنی جایی را که اوزون قرار دارد همچنان سرد نگه می‌دارد. این دماهای پایین بویژه در زمستان مسبب جمع شدن ابرهای استراتوسفر در نواحی قطبی می‌شود . این پدیده آغازگر واکنشهای نابودکننده اوزون توسط مولکولهای کلری است که توسط کلروفلورو کربنها آزاد می‌شوند. پیش بینی های دایر بر اینکه حفره اوزون که بالای قطب جنوب قرار دارد، به زودی کوچک خواهد شد با آخرین اطلاعات مغایرت دارد که نشان میدهد این حفره در حال گسترش است و بطور بی‌سابقه‌ای در چند سال اخیر بزرگ شده است.
تاریخچه سوراخ شدن لایه اوزون
ابتدا جریان تأسف بار سوراخ شدن لایه اوزون در لایه زیر استراتوسفر در بالای منطقه انتارکتیکا اولین بار در دهه هفتاد (1970 تا 1979) توسط یک گروه تحقیقاتی به نام BAS کشف شد. این گروه در مورد اتمسفر بالای منطقه انتارکتیکا از یک ایستگاه تحقیقاتی که بسیار شبیه این عکس می‌باشد مشاهده می‌گردند (اطلاعات ایستگاه تحقیقاتی هالی و ایستگاه تحقیقاتی BAS ) فالکر اولین بار در حالی تحقیقات را انجام داد که اندازه گیری اولیه در سال 1985 برای اولین بار سوراخ شدن لایه اوزون آنچنان نگران کننده بود که دانشمندان تصور می‌کردند که دستگاهای اندازه گیری خراب است. آنها دستگاه‌های دیگری جانشین آن دستگاهها کردند تا آنکه نتایج بدست آمده اندازه گیریهای اولیه را تأیید کرد.
چند ماه بعد که سوراخ شدن لایه اوزون قابل مشاهده بود (پس از مشاهده سوراخ شدن لایه اوزون تحقیقات قبلی تایید شد)، از طرف دیگر اطلاعات ماهواره TOMS سوراخ شدن لایه اوزون را نشان نمی‌داد، بدین دلیل که نرم افزارهایی که اطلاعاتی در مورد لایه اوزون می‌داند به صورتی برنامه ریزی شده بود که لا یه اوزون در منطقه کوچکی مورد بررسی قرار می‌گرفت. در بررسیهای بعدی اطلاعاتی بدست آمد (هنگامی که نتایج گروه BAS منتشر نشد) مورد تأیید قرار گرفت و بیانگر این مطلب بود که سوراخ شدن لایه اوزون بطور سریع و در مقیاس بزرگی بر بالای منطقه انتارکتیکا انجام می‌شود.
اوزون لایه‌ای را در استراتوسفر تشکیل میدهد که منطقه استوا باریکتر و در دو قطب پهنتر است. میزان اوزون در بالای سطح کره زمین بوسیله مقیاسی به نام (DU) Dobson units اندازه گیری می‌شود که این میزان در منطقه استوایی در حدود 260DU است و به میزان بیشتری در جاهای دیگر است. این در حالی است تغییرات فصلی بسیار وسیعی اتفاق افتاده و شکل می‌گیرد و اشعه ماورای بنفش در لایه استراتوسفر نفوذ می‌کند یا آنرا می‌شکافد.
دانشمندان لايه ها زمين را به چهار قسمت تقسيم مى كنند :
1)تروپوسفر (كه نسبت به سطح دريا 12تا15 كيلومترارتفاع دارد)
2)استراتوسفر
3)مزوسفر
4)تروموسفر(خارجى ترين لايه زمين)
مولكول اوزون (o3)از يك مولكول اكسيژن و يك اتم اكسيژن كه ناپايدار و واكنش پذير مى باشد، تشكيل شده است .
پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مى باشد و ممكن است با كوچكترين برخورد از هم جدا ويا با دريافت كوچكترين انرژى به حالت اوليه خود برگردند . لايه اوزون در لايه استراتوسفر زمين قرار دارد .در شب ها به دليل عدم دسترسى به انرژى تابشى خورشيد، ضخامت لايه اوزون كمتر از ضخامت آن در روز ها مى باشد. هنگامى كه پرتوهاى فوق بنفش به مولكول ها اوزون برخورد مى كنند، پرتو هاى فوق ـ بنفش مقدار زيادى از انرژى خود را از دست مى دهند وبه پرتو هاى فرو سرخ تبديل مى شوند ، و همچنين بر اثر اين برخورد ، مولكول اوزون به مولكول اكسيژن واتم اكسيژن تبديل مى شود و با تابش مجدد نور خورشيد ، مولكول اوزون دوباره پديدار مى شود. مولكول هاى اوزون هرچند كه براى ما مفيد هستند اما وجود آن ها در لايه تروپوسفر (لايه اى كه ما در آن زندگى مى كنيم) بسيار خطرناك مى باشند. نيتروژن هاى پراكسيد خارج شده از اگزوز موتورهاى ديزلى بر اثر تابش نور خورشيد (عمل فتو شيميايى) با مولكول هاى اكسيژن واكنش مى دهند و مولكول هاى اوزون را پديدار مى كنند . چون در مولكول هاى اوزون اتم هاى اكسيژن فعال (راديكالى) وجود دارد ، تنفس آن ،موجب اختلال در دستگاه تنفسى مى شود .
”حفره اوزون“ تا سال 1980ميلادى از سوراخى لايه اوزون خبرى نبود ؛ اما در سال 1985م ، دانشمندان از نازك شدن لايه اوزون در قطب جنوب خبر دادند. در آن زمان با تحقيقات انجام شده علت نابودى مولكول هاى اوزون را ،گاز هاى cfc (كلر و فلوئور و كربن) مى دانستند.
گاز هاى cfc بعنوان گاز هاى خنك كننده در يخچال ها ،كولرها و همچنين در مواد پلاستيكى مورد استفاده قرار مى گيرند . در cfc ها اتم هاى كلر ناپايدار و واكنش پذير مى باشند و هنگامى كه گاز هاى cfc به لايه هاى بالا مى روند ، در لايه هاى بالا بر اثر برخورد با نور خورشيد ،گاز هاى كلر آزاد مى شوند. اتم هاى كلر در لايه استراتوسفر با مولكول هاى اوزون واكنش مى دهند. هر اتم كلر به تنهايى مى تواند 100.000 مولكول اوزون را از بين ببرد .
به همين دليل در گستره جهانى ،در سازمان ملل متحد ،در معاهده اى بنام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از توليد و فروش گاز هاى cfc خوددارى كنند ،و همچنين به كشور هاى فقير اين امكان را بدهند كه بجاى استفاده از گاز هاى cfc ، از گاز هاى خنك كننده ديگرى استفاده كنند. ما مى دانيم كه بيشترين كشور هاى صنعتى در نيم كره شمالى قرار دارند ، پس چرا در قطب جنوب لايه اوزون سوراخ شده است ؟!
براي پاسخ به اين سوال ، پژوهش هاي زيادي انجام شده است كه بعضي از اين پژوهش ها تاكنون در دست تحقيق است . اخيراً دانشمندان علت ايجاد حفره در لايه اوزون را گرداب هاي سنگين ، كه در قطب جنوب جريان دارند ، مي دانند در زمستان در طول شبهاي قطبي، نور خورشيد درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نيست ، به همين دليل در اين قطب در لايه استراتوسفر طوفان هاى سنگيني گسترش مى يابند كه به آن ها ‘گرداب قطبي’(polar vortex) مى گويند . گرداب قطبي مي تواند ذرات سازنده هوا را تجزيه كند .اين گرداب ها باعث ايجاد ابرهاى سردي مي شوند كه بر فراز قطب جنوب جريان مي يابند. كه به اين ابرها ‘ابر استراتوسفر قطبي’ (polar stratosphere cloud) مي گويند.اختصار آن psc است. Ps ها بسيار سرد هستند و دماي آن ها حدود 80- سيلسيوس است.Psc از نيتريك اسيد تري هيدرات (nitric acid trihydrate) تشكيل شده است و با ابرهايي كه ما آن ها را در آسمان مي بينيم كاملاً متفاوتند. پس اين ابرهاي اسيدي مي توانند لايه اوزون را تخريب كنند.
‘بنايراين با استناد به تحقيقات انجام يافته ،موارد زير را مي توان از عوامل موثر در تخريب لايه اوزون دانست:
1)محور زمين به گونه اى مى باشد كه نور خورشيد به قطب شمال بيشتر از قطب جنوب مى تابد به همين دليل ضخامت لايه اوزون در قطب شمال بيشتراز ضخامت آن در قطب جنوب مى باشد (زيرا ما گفتيم كه پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مى باشد و ممكن است با كوچكترين برخورد از هم جدا ويا با دريافت كوچكترين انرژى(مانند انرژى تابشى خورشيد ) به حالت اوليه خود برگردند)
2)از مورد دوم نتيجه مى گيريم كه هواى قطب جنوب سردتر از هواى قطب شمال مى باشد ، بنابراين هواى گرم هنگامى كه بر اثر جريان هايى به قطب جنوب مى روند ، چون سبك مى باشند ،به سمت بالا مى روند و موجب نابودى لايه هاى اوزون برفراز قطب جنوب مىشوند.
3)در زمستان نور خورشيد كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمي باشد، واين امر باعث كاهش دما و تشكيل ابرهاي psc مي شود
4) ابرهاي psc اسيدي هستند و به همين دليل آن ها به لايه اوزون آسيب مي رسانند.
خطرها و سودها: خورشيد و جو حيات را در زمين امكان پذير ساخته‌اند. زمين بر اثر حرارت خورشيد گرم ميشود و جو بخشي از اين گرما را در خود نگه مي‌دارد و مانع فرار گرماي مزبور به فضاي ميشود. ولي تمام انرژي‌يي كه خورشيد توليد ميكند بي‌خطر نيستند. پرتو خطر ناكي به نام ماوراي بنفش از خورشيد ساطع ميشود كه مي‌تواند به حيات زيان آور باشد.
محافظت از زمين: جو همچون سپري نامرئي زمين را احاطه كرده است. جو از گازهاي مختلفي تشكيل شده است كه محافظ حيات در زمين است. جو اجازه ميدهد كه انرژي‌هاي مفيد از درون آن عبور كنند اما از مقدار انرژي‌هاي مضري كه به سطح زمين مي‌رسند مي‌كاهد. در ارتفاع ده تا سي كيلومتري زمين لايه‌اي از جو قرار گرفته است كه حاوي اوزن است. اين لايه مانع رسيدن بخشي از پرتو مضر ماوراي بنفش به زمين ميشود.
لايه‌ي اوزن: اوزن نوعي اكسيژن است. بر اثر برخورد پرتو ماوراي بنفش خورشيد با اكسيژن موجود در جو زمين اوزن تشكيل ميشود. در جو لايه‌اي از اوزن وجود دارد اين لايه مانع عبور و رسيدن بخش اعضم پرتو ماوراي بنفش به زمين ميشود. ولي اوزن بر اثر آلودگي جو به سهولت مي‌تواند نابود شود و اين امر لايه‌ي اوزن را به خطر مي‌اتدازد.
اوزون خواران: گازهايي كه در يخچالها به كار مي‌روند موادي شيميايي به نام كلروفلوئور و كربن (CFC) هستند اين گازها در سطح زمين بي خطرند ولي در جوخطرناك ميشوند.هنگامي كه گازهاي سي اف سي به پوشكره مي‌رسند ممكن است درصد سال يا بيبشتر عمر كنندو سپس نابود شوند. اين گازها در پوشكره بر اثر تابش پرتوي ماوراي بنفش به مواد شيميايي ديگري تجزيه ميشوند. يكي از اين مواد شيميايي گاز كلر است كه لايه‌ي اوزن را منهدم ميكند.
منابع سي اف سي: مواد سي اف سي در فريزرها و دستگاههاي تهويه مطبوع و برخي از اسپري و دستگاههاي آتش نشاني يافت ميشود. اسفنج‌هاي پلاستيكي كه در بسته‌بنديها و وسايل منزل به كار مي‌روند نيز ممكن است از مواد سي اف سي ساخته شوند. در كارخانه‌هاي سازنده‌ي ابزارهاي الكترونيكي براي تميز كردن تابلوي مدارهاي داخل تلوزيونها و كامپيوترها از مواد سي اف سي استفاده ميكنند. اين مواد به تدريج به داخل جو رانده ميشوند.
اثرات ناشي از مواد سي اف سي: اگر ما مانع نازك‌شدن بيش از حد لايه‌ي اوزن نشويم ، مقدار زيادي از پرتو زيانبخش ماوراي بنفش به سطح زمين خواهد رسيد. در آن صورت دانه‌هاي گياهي رشد نخواهد كرد ، رشد گلها متوقف خواهد شد ، و بسياري از گياهان خشك خواهند شد. بدون گياهان انسانها و حيوانات بدون غذا خواهند ماند. حتي صدمه مختصري به لايه‌ي اوزن مي‌تواند به محصولات غذايي زيان برساند.
اوزن در سطح زمين: لايه‌ي اوزن تا هنگامي كه در بالاي آسمان است زمين را از پرتوهاي بسيار مضر خورشيد محافظت ميكند. ولي در سطح زمين وجود اوزن نوعي آلودگي خطرناك به‌شمار مي‌رود كه به حيات زيان مي‌رساند. در شهرهاي بزرگ بر اثر تركيب سوخت اتومبيلها با نور خورشيد اوزن توليد ميشود. اگر وزش باد وجود نداشته باشد كه اوزن را به طبقات بالاي جو ببرد، اوزن در مجاورت زمين انباشته خواهد شد و مه دود فتوشيميائي خطرناكي به وجود مي‌آورد كه سلامتي را به خطر مي‌اندازد.
حفره اوزن: مدت سي سال است كه دانشمندان لايه‌ي اوزن قطب جنوب را اندازه‌گيري ميكنند. آنان در دهه‌ي 1980متوجه شدند كه در هر سال هنگام بهار بخش وسيعي از لايه‌ي اوزن بر فراز قطب جنوب بسيار نازك ميشود. تقريباً تمام اوزن اين منطقه بر اثر مواد سي اف سي منهدم ميشود.در دهه‌ي 1960 در لايه‌ي اوزن حفرهاي وجود نداشت ، زيرا مواد سي اف سي بسيار كم مصرف مي‌شد. اكنون در بهار هر سال حفرهاي در لايه اوزن قطب جنوب ايجاد ميشود. اين امر ادامه خواهد يافت مگر آنكه ما مصرف سي اف سي را متوقف كنيم.
غني و فقير: در بسياري از كشورهاي توسعه يافته قوانين جديدي وضع شده است كه بر اساس آنها استعمال مواد سي اف سي ممنوع گرديده است. اتومبيلها مي‌بايست به صورت ويژه‌اي طراحي شوند كه خروج دودهاي مضري كه وارد هوا ميكنند كاهش يابد. ولي در بسياري از كشورهاي توسعه يافته تحريم مواد سي اف سي چندان آسان نيست. افشان‌ها و يخچالها در شمار وسايل رفاهي جا دارندو مردم اين كشورها مايل نيستند دست از آنها بردارند.
لایه ازون ،عینک آفتابی زمین
در حقیقت مردم از سال 1980 متوجه این زنگ خطر شدند که فعالیتهاى انسانى که موجب ایجاد گازهاى شیمیایى در جو مى شود.
لایه ازون به عنوان یک عینک آفتابى براى زمین به حساب مى آید.
لایه ازون وظیفه محافظت زندگى در سطح زمین را در مقابل تشعشعات مضر خورشید از جمله اشعه ماوراء بنفش را بر عهده دارد که این تشعشعات عامل ایجاد سرطان پوست و دیگر بیمارى هاى پوستى هستند.
در حقیقت مردم از سال 1980 متوجه این زنگ خطر شدند که فعالیتهاى انسانى که موجب ایجاد گازهاى شیمیایى در جو مى شود لایه ازون را تحت تاثیر قرار داده اند و آن را سوراخ کرده بنابراین دولتها با تصویب پروتکل مونترال که به موجب آن گازهاى تخریب کننده لایه ازون را از جمله گازهاى CFC را تحریم مى کند به دنبال راهى براى ترمیم و کم کردن تاثیر این گازهاى مضر بر روى لایه ازون بوده اند.
اما امروز با گذشت تقریبا 20 سال از انتشار این قرارداد سوراخ لایه ازون نه تنها ترمیم نشده بلکه روز به روز بزرگتر شده و اشعه ماوراء بنفش به طور روزافزون زندگى جانداران را در سطح زمین تهدید مى کند.
سوراخ ایجاد شده در لایه ازون در سال 2005 بسیار بزرگتر از قبل شده است و وسعت آن در حدود 24 میلیون کیلومتر مربع در فضا بوده که تقریبا محدوده اى به اندازه آمریکاى شمالى است.
محققینى از دانشگاه ناسا طى مقاله اى که عنوان آن بازیافت ازون در لایه پایینى استراتوسفر است و قرار است در نشریه تحقیقاتى ژئوفیزیک چاپ شود به دنبال راهى براى ترمیم لایه ازون هستند.
از این مقاله این گونه استنتاج مى شود که ترمیم لایه ازون 50 درصد به کاهش گازهاى CFC مربوط مى شود.
سوراخ لايه اوزون
لایه اوزون در قسمت شمالی زمین در سال 1980میلادی بین 15 تا20 درصد کاهش پیدا کرده است. برای رفع این مشکل جمعی از بهترین متخصصان زمین شناسی هر سال برای تحقیق و جستجو دور یکدیگر جمع می‌شوند. در سال 1992 پروکتیل مونترال درباره لایه اوزون مطالعه و تحقیقی داشت که فهمید بزرگ شدن سوراخ لایه اوزون بستگی به آلودگی هوا و تولید مواد سمّی دارد. در همان سال سازمان ملل متحد و حفاظت از محیط زیست برنامه‌ای را طرّاحی کرد که این برنامه جهت محافظت و حمایت از محیط زیست و مخصوصا لایه اوزون به نام برنامه UNEP طراحی کرد، که این برنامه جهت جلوگیری از تولید مواد سمّی و مواد شیمیایی آلوده کننده است.
مولکولهای اکسیژن (O2) به اکسیژن اتمیک (O) تبدیل می‌شوند. اکسیژن اتمیک به سرعت با مو لکولهای بیشتری ترکیب شده و به شکل اوزون می‌شود. آن پوشش حرارتی که در سطح بالا رشد کرده و سلامتی لایه اوزون را به خطر انداخته است و این مورد باعث شده است که اگر استراتوسفر نباشد ما نتوانیم بدون آن زنده بمانیم.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
لایه گم شده منطقه تیره در وسط این تصویر ماهواره‌ای منطقه وسیعی از لایه بسیار نازک شده اوزن در بالای قطب جنوب را نشان میدهد.
بالای استراتوسفر مقداری از آلودگی مضّر اشعه فرا بنفش را و همچنین تشعشعاتی از خورشید (امواج بین 320 تا 240) را که باعث می‌شود لایه اوزون آسیب ببیند و همچنین جان گیاهان به خطر بیفتد را جذب می‌کند. اشعه فرا بنفش با تابیدن نور مولکولهای اوزون را می‌شکافد، ولی اوزون می‌تواند تغییر شکل بدهد و عکس العمل زیر از آن حاصل می‌شود:
O2 + O --------> O3 --------> O + O2 <-------- اشعه فرا بنفش + O3
همچنین اوزون در اثر عکس العمل زیر نابود می‌شود:
O3 + O -------> O2 + O2
عکس العمل دوم با افزایش پیدا کردن ارتفاع آهسته انجام می‌شود امّا عکس العمل سوم سریعتر انجام می‌شود. در بین همکاری عکس العملها تمرکز اوزون در حال تعادل است. در بالای اتمسفر اکسیژن اتمیک هنگامی که اشعه فرا بنفش در سطح بالایی است، پیدا می‌شود. در اثر حرکت استراتوسفر هوای متراکمتری بدست می‌آید و جذب اشعه فرا بنفش افزایش می‌یابد و سطح اوزون به حد اکثر و تخمینا" km20 می‌رسد. همراه با تئوری کمپمن یک مشکل نیز وجود داشت که این مشکل در سال 1960 تشخیص داده شد وحقیقت این بود که اوزون به وسیله عکس العمل 4 آهسته حرکت می کرد و دیده نمی شود.
گرم شدن زمین ترمیم حفره اوزون را به تعویق می اندازد دانشمندان هشدار داده اند :پدیده گرم شدن زمین می تواند تلاشها برای ترمیم حفره اوزون را که قرار بود تا سال 2050 انجام گیرد،حدود30سال به تعویق اندازد .این مو ضوع به رقم پیشرفتهایی است که با از رده خارج کردن مواد شیمیایی مخرّب اوزون انجام شده است. طبق گزارشی کاهش فراوانی در مصرف گازهای ساخته دست انسان بنام کلروفلورو کربن پدید آمده است. اینها گازهایی هستند که لایه محافظ زمین را می‌خورند.
به گفته دانشمندان اگر کشورها مصمم به دنبال نمودن این روند باشند ، حفره داخل لایه اوزون به آغاز به جمع شدن و کوچک شدن خواهد نمود تا اینکه ظرف 50 سال ترمیم خواهد شد. این جمع بندی و نتیجه گیری توسط مجمع بررسی فرآیندهای استراتوسفر و نقش آن در آب و هوا SPARC به عمل آمد. این مجمع از صدها کارشناس اقلیمی که دسامبر سال 1999در آرژانتین گرد هم آمدند و در سایه توجهات سازمان هواشناسی جهانی تشکیل جلسه دادند، شکل گرفته است. این دانشمندان هشدار دادند: حتّی اگر کاهش مصرف گازهای CFC برآورده شود، پدیده گرم شدن زمین _که نتیجه تولید گازهای گلخانه‌ای با وجود کربن به عنوان عنصر اصلی آن است و از سوختهای سنگواره‌ای بدست می‌آید_ می‌تواند محلت ترمیم حفره اوزون را چند دهه به تعویق اندازد.
به عنوان یک تناقض ، گرم شدن زمین ، جو را در نزدیکی سطح زمین حرارت میدهد اما لایه پایینی استراتوسفر یعنی جایی را که اوزون قرار دارد همچنان سرد نگه می‌دارد. این دماهای پایین بویژه درزمستان مسبب جمع شدن ابرهای استراتوسفر در نواحی قطبی می‌شود . این پدیده آغازگر واکنشهای نابود کننده اوزون توسط مولکولهای کلری است که توسط کلروفلورو کربنها آزاد می‌شوند. پیش بینیهای دایر بر اینکه حفره اوزون که بالای قطب جنوب قرار دارد، به زودی کوچک خواهد شد با آخرین اطلاعات مغایرت دارد که نشان میدهد این حفره در حال گسترش است و بطور بی‌سابقه‌ای در چند سال اخیر بزرگ شده است.
تاريخچه سوراخ شدن لايه اوزون :
جريان تاسف بار سوراخ شدن لايه اوزون در لايه زير استرا توسفر در بالاي منطقه انتاركتيكا اولين بار در دهه هفتاد (1970 تا 1979)توسط يك گروه تحقيقاتي به نام BAS كشف شد .اين گروه در مورد اتمسفر بالاي منطقه انتاركتيكا از يك ايستگاه تحقيقاتي كه بسيار شبيه اين عكس ميباشد مشاهده مي گردند.
اطلاعات ايستگاه تحقيقاتي هالي
ايستگاه تحقيقاتي BAS فالكر اولين بار در حالي تحقيقات را انجام داد كه اندازه گيري اوليه در سال1985براي اولين بار سوراخ شدن لايه اوزون آنچنان نگران كننده بود كه دانشمندان تصور ميكردند كه دستگاهاي اندازه گيري خراب است .آنها دستگاه هاي ديگري جانشين آن دستگاه ها كردند تا آنكه نتايج بدست آمده اندازه گيري هاي اوليه را تاييد كرد .چندماه بعد كه سوراخ شدن لايه اوزون قابل مشاهده بود،(پس از مشاهده سوراخ شدن لايه اوزون تحقيقات قبلي تاييد شد)از طرف ديگر اطلاعات ماهواره TOMS سوراخ شدن لايه اوزون را نشان نمي داد ،بدين دليل كه نرم افزارهايي كه اطلاعاتي در مورد لايه اوزون ميداد به صورتي برنامه ريزي شده بود كه لا يه اوزون در منطقه كوچكي موردبررسي قرار مي گرفت .بررسي هاي بعدي ، اطلاعات بدست آمد هنگامي كه نتايج گروه BASمنتشر نشد،مورد تاييد قرار گرفت و بيانگر اين مطلب بود كه سوراخ شدن لايه اوزون به طور سريع ودر مقياس بزرگي بر بالاي منطقه انتاركتيكا انجام مي شود.
اوزون لايه اي را در استراتوسفر تشكيل ميدهد كه منطقه استوا باريكتر و در دو قطب پهن تر است .ميزان اوزون در بالاي سطح كره زمين به وسيله مقياسي به نام DU ((Dobson units))اندازه گيري ميشود كه اين ميزان در منطقه استوايي در حدود 260DUاست و به ميزان بيشتري در جاهاي ديگر است . اين در حالي است تغييرات فصلي بسيار وسيعي اتفاق ميافتد واين در حالي شكل مي گيرد و اشعه ماوراي بنفش در لايه استراتوسفر نفوذ ميكند يا آن را مي شكافد.
ضرورت حفاظت از لایه اوزون
اگر لایه اوزون از بین برود، زندگی از کره زمین رخت بر خواهد بست. با از بین رفتن لایه حیاتی اوزون ، نسل بشری ، پوشش گیاهی و حیات جانوری در مدت کوتاهی به صورت اسفباری منقرض خواهد گردید. در حال حاضر که این لایه آسیب دیده است، تشعشعات ماورای بنفش که به زمین می‌رسد شدت یافته و این مسئله باعث ایجاد سرطانهای پوست ، تضعیف مکانیزم دفاعی و ایمنی بدن انسان و همچنین ایجاد آب مروارید گردیده است. علاوه بر آن به علت آسیب دیدن لایه اوزون کل نظام زیست محیطی (اکوسیستم) در سراسر پهنه گیتی دچار ناهماهنگی و عدم توازن جدی و فزاینده شده است.
عوامل مخرب لایه اوزون
عوامل کلیدی مؤثر در رقیق شدن اوزون عبارتند از : آزمایش بمبهای اتمی در جو زمین ، و شار اندک ذراتی از خورشید (که با میانه دوره 11 ساله لکه‌های خورشیدی متناظر است) ، نوسان شبه دو ساله فورانهای آتشفشان ، مصرف متوالی کلرو فلوئورو کربن (این گازها در حکم حلال در انواع افشانه‌ها به کار می‌روند تحت نام کلی CFC (سی اف سی) معروفند که نمونه آنها گاز فرئون (Freon) یخچالهاست.) در انواع افشانه‌های آرایشی و بسیاری از صنایع شیمیایی.
پیامدهای ناشی از تخریب لایه اوزون
تخریب و سوراخ شدن لایه اوزون باعث عبور غیر قابل کنترل تابش فرابنفش خورشیدی می‌شود که سبب افزایش دمای زمین و ذوب یخهای قطبی و افزایش آب دریاها شده که در نهایت به زیر آب رفتن خشکیها می‌انجامد و نیز موجب سوختگی پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بیماریهای چشمی ، همچنین وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گیاهان می‌شود و بالاخره باعث انقراض زندگی تمام موجودات می‌شود.
چگونگی جلوگیری از بحران لایه اوزون
تحلیل میزان فلاوونوئیدها ممکن است اطلاعاتی راجع به مقدار اوزون در مناطق مختلف قطب جنوب و جاهای دیگر بدست دهد. بنابر نظر مارکهام "وجود این گیاهان نوعی امیدواری را برای نگاه کردن به پیش از سال 1956 در پی یافتن نشانه‌های رقیق شدن در اوزون و نیز برای پاسخ دادن به این پرسش پدید می‌آورد که آیا رقیق شدن لایه اوزون در میانه دهه 60 در سایر منطقه‌های قطب جنوب واقع شده است یا نه ." اگر چنین باشد، ما باید در این باره که چرا چنین وقایعی روی داده است، تجدید نظر کنیم. شاید هم نظریه کلرو فلئورو کربن بیش از حد مبتنی بر ساده اندیشی باشد.
لايه ازون 'در حال ترميم است'
دانشمندان مي گويند كه نخستين مدرك قطعي دال بر اينكه لايه ازون در حال ترميم شدن است را به دست آورده اند.
گروهي از محققان آمريكايي دريافته اند كه سرعت تخريب لايه ازون به ميزان قابل توجهي كاهش يافته است.
با اين وجود دانشمندان مي گويند كه ترميم كامل اين لايه دست كم پنجاه سال طول مي كشد.
لايه ازون قبلا در هر دهه هشت درصد نازك تر مي شد، ولي اكنون اين سرعت به چهار درصد رسيده است و اميدواريم كه اين تخريب تا چند سال ديگر متوقف شود
به گفته دانشمندان، ترميم لايه ازون نتيجه ممنوع شدن كاربرد مواد شيميايي مخرب بوده است.
اين ممنوعيت در "موافقتنامه مونترآل" ذكر شده است كه در سال 1987 در اين شهر امضا شد.
اين موافقتنامه استفاده از موادي مانند گاز سي اف سي را كه عمدتا در اسپري ها و يخچال ها كاربرد دارد، منع كرده است.
محققان، اطلاعاتي كه در طول بيست سال گذشته توسط سه ماهواره و سه دستگاه مستقر روي زمين جمع آوري شده بود، تجزيه و تحليل كرده و دريافتند كه در لايه استراتوسفر بالايي - خارجي ترين لايه ازون - سرعت تخريب تا حد قابل توجهي كمتر شده است.
پروفسور مايكل نيوچرچ، استاد دانشگاه آلاباما در آمريكا و از سرپرستان گروه تحقيق، مي گويد: لايه ازون قبلا در هر دهه هشت درصد نازك تر مي شد، ولي اكنون اين سرعت به چهار درصد رسيده است و اميدواريم كه اين تخريب تا چند سال ديگر متوقف شود.
گرچه لايه هاي بالايي ازون رو به ترميم است، ولي عواملي چون گرم شدن كره زمين كه دما را افزايش مي دهد و بر چگونگي وزش باد موثر است، ترميم ازون را در لايه هاي پايين تر به تاخير مي اندازد.
ترميم کامل لايه اوزون دست کم پنجاه سال طول می کشد .
دانشمندان می گويند که نخستين مدرک قطعی دال بر اينکه لايه ازون در حال ترميم شدن است را به دست آورده اند.
گروهی از محققان آمريکايی دريافته اند که سرعت تخريب لايه ازون به ميزان قابل توجهی کاهش يافته است.
با اين وجود دانشمندان می گويند که ترميم کامل اين لايه دست کم پنجاه سال طول می کشد.
به گفته دانشمندان، ترميم لايه ازون نتيجه ممنوع شدن کاربرد مواد شيميايی مخرب بوده است.
اين ممنوعيت در "موافقتنامه مونترآل" ذکر شده است که در سال 1987 در اين شهر امضا شد.
اين موافقتنامه استفاده از موادی مانند گاز سی اف سی را که عمدتا در اسپری ها و يخچال ها کاربرد دارد، منع کرده است.
محققان، اطلاعاتی که در طول بيست سال گذشته توسط سه ماهواره و سه دستگاه مستقر روی زمين جمع آوری شده بود، تجزيه و تحليل کرده و دريافتند که در لايه استراتوسفر بالايی - خارجی ترين لايه ازون - سرعت تخريب تا حد قابل توجهی کمتر شده است.
پروفسور مايکل نيوچرچ، استاد دانشگاه آلاباما در آمريکا و از سرپرستان گروه تحقيق، می گويد: لايه ازون قبلا در هر دهه هشت درصد نازک تر می شد، ولی اکنون اين سرعت به چهار درصد رسيده است و اميدواريم که اين تخريب تا چند سال ديگر متوقف شود.
گرچه لايه های بالايی ازون رو به ترميم است، ولی عواملی چون گرم شدن کره زمين که دما را افزايش می دهد و بر چگونگی وزش باد موثر است، ترميم ازون را در لايه های پايين تر به تاخير می اندازد
لايه ازون قبلا در هر دهه هشت درصد نازک تر می شد، ولی اکنون اين سرعت به چهار درصد رسيده است و اميدواريم که اين تخريب تا چند سال ديگر متوقف شود .
لايه ازون روز به روز نازکتر می‌شود
کميسيون اروپا هشدار داد ضخامت لايه ازون بر فراز قطب شمال شروع به نازک شدن کرده است و در صورت ادامه يافتن سرماي شديد هوا در زمستان، اوضاع وخيم تر خواهد شد. داده هاي جمع آوري شده در منطقه قطب شمال نشان مي دهند نازک شدن لايه ازون بر فراز اين منطقه که از سال 1980 آغاز شده، برخلاف قطب جنوب كه اواخر دهه هشتاد بطور تقريب همه ساله و در هر زمستان شاهد كاهش ضخامت لايه ازون بر فراز آن بوده ايم ، تفاوت هاي بسياري در سال هاي مختلف داشته است.
کميسيون اروپا هشدار داد ضخامت لايه ازون بر فراز قطب شمال شروع به نازک شدن کرده است و در صورت ادامه يافتن سرماي شديد هوا در زمستان، اوضاع وخيم تر خواهد شد.
به گزارش "شانا" به نقل از خبرگزاري فرانسه، کميسيون اروپا با انتشار بيانيه اي ضمن اعلام اين مطلب افزود: "با ايجاد شدن سوراخ در لايه ازون، خطر تابش اشعه ماوراء بنفش به مناطق غيرمسکوني قطب شمال و کشورهاي اسکانديناوي و حتي اروپاي مرکزي تشديد مي شود و سلامتي مردم و ديگر جانداران اين مناطق را به خطر خواهد انداخت."
اشعه ماوراء بنفش يكي از عوامل اصلي در بروز سرطان پوست است.
در اين بيانيه همچنين آمده است: "داده هاي جمع آوري شده در منطقه قطب شمال نشان مي دهند نازک شدن لايه ازون بر فراز اين منطقه که از سال 1980 آغاز شده، برخلاف قطب جنوب كه اواخر دهه هشتاد بطور تقريب همه ساله و در هر زمستان شاهد كاهش ضخامت لايه ازون بر فراز آن بوده ايم ، تفاوت هاي بسياري در سال هاي مختلف داشته است ."
در بيانيه کميسيون اروپا در توضيح اين مساله افزوده شده : "تفاوت هاي مشاهده شده در دو قطب ناشي از اين امر است که زمستان هاي قطب شمال گرمتر از زمستان هاي قطب جنوب است."
اما گويا شرايط قطب شمال نيز بتدريج دارد به شرايط قطب جنوب نزديک مي شود.
آنتونيا موشان، سخنگوي کميسر پژوهش هاي اتحاديه اروپا، سرد شدن شديد هوا در قطب شمال و نيز استفاده از فراورده هاي شيميايي تخريب کننده لايه ازون را علت اصلي تشديد نازک شدن لايه ازون ، دانسته است .
کميسيون اروپا هشدار داد: "اگر سرد شدن استراتوسفر (لايه پاييني اتمسفر که دربرگيرنده لايه ازون است) قطب شمال همچنان ادامه پيدا کند، ضخامت لايه ازون در اين منطقه ظرف دهه هاي آينده به ميزان بيشتري کاسته خواهد شد."
نتايجي که کميسيون اروپا روز دوشنبه ارائه کرده است حاصل تحقيقات جمعي از دانشمندان اروپايي در چارچوب پروژه اي با عنوان "اسکات3" است.
در پروژه يادشده با استفاده از الگوهاي تغييرات آب و هوا در سطح جهان، تحولات آتي لايه ازون پيش بيني مي شود
لايه ازون در وضعيت خطرناك
دانشمندان هشدار دادند, در صـورت ادامه سردي هوا , سوراخ فصلـي لايـه اوزون درقطب شمال به خطرناكترين وضع خود ميرسد.
به گزارش بخش خبر شبكه فن آوري اطلاعات ايران ، از واحد مركزي خبر، دانشمندان اروپايي اعلام كردنـد, در صـورت ادامه وضع موجـود و پـائيـن مـانـدن دمـا ابرهاي قطبي كه معمولا ساختـار شيـميـايـي اوزون را تغيير ميدهند باقي خواهند مانـد و اين عامل ممكن است باعث تضـعيـف هـرچـه بيشتر لايـه اوزون در زمـان تـابـش آفتـاب بهاري در هفتههاي آينده خواهد شد.
به گفته محققان سرماي هـوا در لايـه اوزون قطبي هم اكنون در 50 سال گذشته بيسـابقـه است و اولين نشانه هاي سـوارخ شـدن اوزون در 20 كيلومتري سطح زمين ديده ميشود. در صورتي كه دماي هوا در اين لايه به حدود 80 درجه زير صفر ميرسيد ابرهاي قـطبـي در اين ناحيه بوجود مـيآيـد كـه سـاختـار آب تشكيل ميدهند.
آنها با ساختارمعمول آب بروي زمين متفاوت است و ميتوانند ساختار شيميايـي اوزون را در استراتوسفر تغيير دهد. اين محققان هشدار دادند, سوارخ شـدن لايـه اوزون كه سپر محافظ زمين از اشعههاي مضـر خورشيدي است علاوه بر قطب شمال مناطق شمال اروپا, اسكانديناوي را تهديد ميكند .
لندن ـ دانشمندان هشدار دادند, در صـورت ادامه سردي هوا , سوراخ فصلـي لايـه اوزون درقطب شمال به خطرناكترين وضع خود ميرسد.
به گزارش پايگاه اينترنتي نيوساينتيسـت , دانشمندان اروپايي اعلام كردنـد, در صـورت ادامه وضع موجـود و پـائيـن مـانـدن دمـا ابرهاي قطبي كه معمولا ساختـار شيـميـايـي اوزون را تغيير ميدهند باقي خواهند مانـد و اين عامل ممكن است باعث تضـعيـف هـرچـه بيشتر لايـه اوزون در زمـان تـابـش آفتـاب بهاري در هفتههاي آينده خواهد شد.
به گفته محققان سرماي هـوا در لايـه اوزون قطبي هم اكنون در 50 سال گذشته بيسـابقـه است و اولين نشانه هاي سـوارخ شـدن اوزون در 20 كيلومتري سطح زمين ديده ميشود. در صورتي كه دماي هوا در اين لايه به حدود 80 درجه زير صفر ميرسيد ابرهاي قـطبـي در اين ناحيه بوجود مـيآيـد كـه سـاختـار آب تشكيل ميدهند.
آنها با ساختارمعمول آب بروي زمين متفاوت است و ميتوانند ساختار شيميايـي اوزون را در استراتوسفر تغيير دهد. اين محققان هشدار دادند, سوارخ شـدن لايـه اوزون كه سپر محافظ زمين از اشعههاي مضـر خورشيدي است علاوه بر قطب شمال مناطق شمال اروپا, اسكانديناوي را تهديد ميكند. دانشمندان می گويند که نخستين مدرک قطعی دال بر اينکه لايه ازون در حال ترميم شدن است را به دست آورده اند.
گروهی از محققان آمريکايی دريافته اند که سرعت تخريب لايه ازون به ميزان قابل توجهی كاهش يافته است .
با اين وجود دانشمندان می گويند که ترميم کامل اين لايه دست کم پنجاه سال طول می کشد.
به گفته دانشمندان، ترميم لايه ازون نتيجه ممنوع شدن کاربرد مواد شيميايی مخرب، تحت عنوان پروتکل مونترآل، بوده است.
اين پروتکل که در سال 1987 به اجرا درآمد، استفاده از موادی مانند گاز سی اف سی را که عمدتا در اسپری ها و يخچال ها کاربرد دارد، منع کرده است.
محققان اطلاعاتی ر که در طول بيست سال گذشته توسط سه ماهواره و سه دستگاه مستقر روی زمين جمع آوری شده بود، تجزيه و تحليل کرده و دريافتند که در لايه استراتوسفر بالايی - خارجی ترين لايه ازون - سرعت تخريب تا حد قابل توجهی کمتر شده است.
پروفسور مايکل نيوچرچ، استاد دانشگاه آلاباما در آمريکا و از سرپرستان گروه تحقيق، می گويد: لايه ازون قبلا در هر دهه هشت درصد نازک تر می شد، ولی اکنون اين سرعت به چهار درصد رسيده است و اميدواريم که اين تخريب تا چند سال ديگر متوقف شود.
گرچه لايه های بالايی ازون رو به ترميم است، ولی عواملی چون گرم شدن کره زمين که دما را افزايش می دهد و بر چگونگی وزش باد موثر است، ترميم ازون را در لايه های پايين تر به تاخير می اندازد .
منابع :
لايه اوزون چيست؟
کد:
http://www.mirzanejad.8m.com
لايه ازون
کد:
http://www.husain72.com
لایه ازون
کد:
http://www.hairloss.ir
لایه اوزون چیست ؟ لایه ازون ، عینک آفتابی زمین
کد:
http://www.optiran.net
تخریب لایه اوزون
کد:
http://daneshnameh.roshd.ir
سوراخ لايه اوزون
کد:
http://www.hormozganmet.ir
اوزون چيست؟
کد:
http://www.knowclub.com
حقيقت امر لايه اوزون چيست؟
کد:
http://www.chemical.blogfa.com
سوراخ اوزون
کد:
http://daneshnameh.roshd.ir
لايه اوزون لايه ازون 'در حال ترميم است
کد:
http://www.cloudysky.ir
