ما هي خصائص طبقة الأوزون؟، يعتبر الأوزون هو أحد الغازات لتي تتواجد طبيعياً في الغلاف الجوي لكوكب الأرض.
ويلعب دوراً هاماً في بقاء الحياة على كوكبنا
ما هي خصائص طبقة الأوزون؟
- طبقة الأوزون طبقة هامة جداً من طبقات الغلاف الجوي ولها أهمية كبري في حماية الأرض من الأشعة الفوق بنفسجية.
- يتكون الغلاف الجوي من طبقات وطبقة التروبوسفير Troposphere وهي الطبقة الأقرب لسطح الكرة الأرضية ويتواجد بها الأوزون بنسبة تصل إلى 10%.
- أما باقي الأوزون وهو نسبة 90% يتواجد في طبقة الاستراتوسفير Stratosphere والتي تبعد عن سطح الأرض بحوالي 10 إلى 16كيلومنر.
- يتكون الأوزون من 3 ذرات من الأكسجين ويرمز له بالرمز O3 ويتميز بأنه ذو رائحة قوية ونفاذة وذلك حتى أن وجد بكميات قليلة.
- استطاع بعض العلماء تصنيع الأوزون معملياً وذلك في الخمسينيات بالقرن الثامن عشر.
- وعندما قام العلماء بقياس نسبة الأوزون بطبقات الغلاف الجوي وذلك بواسطة أجهزة قياس متخصصة، وجدوا أنه يتغير نسبته تبعاً للعديد من العوامل.
- من ضمن العوامل المؤثرة على الأوزون في طبقات الغلاف الجوي هي تغير مسار الرياح وكذلك تغيرات الأنشطة الشمسية. كما أن الدورة الشمسية تؤثر أيضاً في نسبة الأوزون.
نشأة طبقة الأوزون
- نشأ غاز الأوزون نتيجة لعملية البناء الضوئي التي يقوم بها الطحالب الخضراء المزرقة Blue-green algae.
- ينتج عن عملية البناء الضوئي غاز الأكسجين وتستخدم الطحالب في البناء الضوئي جزيئات الماء H2O وغاز ثاني أكسيد الكربون
- يتصاعد غاز الأكسجين زيارتكم بكميات كبيرة في طبقات الغلاف الجوي.
- وفي طبقات الغلاف الجوي يتفكك غاز الأكسجين إلى ذرتين O منفصلتين.
- وبعدها تتحد بعض الذرات المتفككة مع التي لم تتفكك مكونة غاز O3 المعروف بالأوزون.
أهمية طبقة الأوزون
- طبقة الأوزون هي الطبقة الحامية للكرة الأرضية والتي تجعل الحياة مستمرة عليها.
- الأوزون يحمي الأرض من الأشعة الفوق بنفسجية المنبعثة من الشمس والتي تكون ضارة جداً على جميع الكائنات الحية.
- فتقوم طبقة الأوزون بدور الواقي لسطح الأرض.
- الأوزون يحمي من الإصابة بسرطان الجلد والذي يتسبب فيه الأشعة الضارة.
- الأوزون يحمي العيون من بعض الأضرار التي قد تحدث نتيجة هذه الأشعة فوق البنفسجية مثل إعتام عدسة العين.
- النباتات لا يمكن أن تعيش مع الأشعة الفوق بنفسجية التي يحجبها الأوزون.
- كما أن الأشعة الفوق بنفسجية عمل على تدمير DNA للحيوانات ولولا الأوزون لماتت جميع الحيوانات.
- باختصار شديد لولا وجود طبقة الأوزون لما كانت هناك أي حياة وتتدمر جميع الكائنات الحية والنباتات على سطح الأرض.
كيف يقاس نسبة الأوزون؟
- مقياس طيف دوبسون: وهو جهاز ضخم يصل وزنه إلى 40 كيلوجرام.
- تعتمد طريقة القياس فيه على دراسة الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية.
- ونظراً لوجود الغبار وبعض الرياح فقد يتسبب في وجود بعض الأخطاء في القياس.
- ولتفادي هذا الخطأ الذي يمكن أن يحدث أثناء القياس فاعتمد مقياس دوبسون على قياس زوج من الأطوال الموجية.
- جهاز مطياف بريور: وهو جهاز يقيس نسبة الأوزون بشكل دقيق ويعتبر أدق من جهاز مقياس دوبسون.
- حيث يعتمد جهاز مطياف بريور على قياس نسبة غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 والذي يمكن أن يتداخل مع غاز الأوزون.
- وبقياس نسبة ثاني أكسيد الكبريت نستطيع معرفة نسبة الأوزون وذلك عن طريق فصل أطوال الأمواج للأشعة الفوق بنفسجية.
- وهناك الكثير من الدول التي تعتمد على جهاز مطياف بريور بدلا من مقياس دوبسون مثل كندا.
- المرشحات الضوئية: المرشحات تعتمد في قياسها على الأطوال الموجية للأشعة الفوق بنفسجية.
- وهذه الطريقة إلى جانب أنها تقيس نسبة الأوزون فهي أيضاً تمكننا من معرفة بعض الخصائص للأشعة الفوق بنفسجية.
- وتعتبر هذه المرشحات من أسهل وأرخص طرق القياس مقارنة بالطريقتين السابقتين.
- الأقمار الصناعية: يمكن استخدام هذه الأقمار عن طريق أجهزة الاستشعار الموجودة بها والتي تستطيع قياس تركيز غاز الأوزون.
- ويتم القياس عن طريق تحديد كمية الأشعة الفوق بنفسجية.
- التي تنعكس إلى الفضاء بعد اصطدامها بالغلاف الجوي، مما يعطينا مؤشرا واضحا بنسبة الأوزون بالغلاف الجوي.
ثقب الأوزون
- ثقب الأوزون يعرف باسم Ozone hole وهو عبارة عن استنزاف شديد يحدث لطبقة الأوزون.
- هذا الاستنزاف لطبقة الأوزون يكون في منطقة القطب الجنوبي ويحدث هذا نتيجة الممارسات البشرية الخاطئة.
- هذه الممارسات ينتج عنها مواد كيميائية ضارة تحتوي على ذرات البروم والكلور.
- تتحد هذه المواد الكيميائية الضارة مع بعضها البعض خلال تفاعلات تؤدي لتدمير غاز الأوزون الموجود بالغلاف الجوي.
أضرار ثقب الأوزون
- هذه الأضرار تتجسد في وصول الأشعة فوق البنفسجية لسطح الكرة الأرضية مما يضر بجميع الكائنات الحية.
- كما يؤثر أيضاً في الدورات البيوجيوكيميائية، كما أن له أضرار أيضاً على المواد البلاستيكية.
- وكما ذكرنا من قبل فهو يؤدي للإصابة ببعض الأمراض مثل سرطان الجلد وحروق الشمس، نقص المناعة، إعتام عدسة العين.
بروتوكول مونتريال لحماية طبقة الأوزون
- استنزاف الأوزون لم يظل قاصراً علي القطب الجنوبي بل ظهر في أماكن أخري مثل القطب الشمالي.
- بدأت الدول تبحث عن حل لإيقاف استنزاف طبقة الأوزون وحمايتها بأي طريقة.
- فقام أكثر من 70 دولة في العالم على توقيع بروتوكول مونتريال وذلك عام 1986.
- ألزم هذا البروتوكول جميع الدول الموقعة بتخفيض إنتاجها للمواد التي تعتبر خطرة على غاز الأوزون.
- من المركبات الضارة وتشكل خطرا جسيما على طبقة الأوزون هي مركبات الكلوروفلوروكربون.
- وبالفعل تم تقليل إنتاج هذه المركبات بنسبة 20% عام 1993، وزاد ليصل إلى نسبة 50% في عام 1998.
- وكان لهذا الاتفاق أثره في تقليل تركيز المواد الضارة بطبقة الأوزون.
- وهناك بعض التوقعات أن طبقة الأوزون في مناطق خطوط العرض الوسطي سوف تصبح على ما يرام عام 2050.
- وسوف تتعافى طبقة الأوزون المتواجدة في المناطق القطبية عام 2065.
- ويعتبر اتفاق مونتريال اتفاقاً تاريخياً بل الأول من نوعه الذي تعامل مع حل مشكلة بيئية عالمية بعد تحديد أسبابها والعمل على تلافيها.
