بحث عن طبقة الأوزون سنتعرف عليه من خلال هذا المقال، لأن طبقة الأوزون جزء من الغلاف الجوي لكوكب الأرض.
محتويات الموضوع
بحث عن طبقة الأوزون
طبقة الأوزون هي جزء من الغلاف الجوي لكوكب الأرض والتي تحتوي على غاز الأوزون بشكل مكثف، وتكون طبقة الأوزون متمركزة بشكل كبير في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير من الغلاف الجوي للأرض وهي ذات لون أزرق.
الأوزون هو شكل من أشكال الأكسجين حيث يتحول جزء من غاز الأوكسجين إلى غاز الأوزون بفعل الأشعة فوق البنفسجية القوية التي تصدرها الشمس وتؤثر في هذا الجزء من الغلاف الجوي نظرًا لعدم وجود طبقات سميكة من الهواء فوقه لوقايته، ويحتوي الأوزون على ثلاث ذرات من الأكسجين والصيغة الكيميائية لجزيئه هو O3 بينما جزيء الشكل الشائع للأكسجين فصيغته O2.
والأوزون غاز أزرق قابل للانفجار وسام حتى بتركيزاته المنخفضة ويتواجد بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للأرض لكن يمكن أن يُصنع عن طريق المعدات الكهربائية، ولهذه الطبقة أهمية حيوية بالنسبة للأرض والكائنات الحية فهي تَحول دون وصول الموجات فوق البنفسجية التي تطلقها الشمس بتركيز كبير إلى سطح الأرض.
ويؤدي استنزاف هذه الطبقة بالسماح للأشعة فوق البنفسجية وتحديداً الأشعة ذات الموجات الأكثر ضررًا أن تصل إلى سطح الأرض مما يؤدي إلى زيادة في احتمال حدوث تغييرات بالجينات الوراثية للأحياء على الأرض والعديد من الأمراض الخطرة.
تعريف طبقة الأوزون
طبقة الأوزون هي طبقة في الغلاف الجوي في المناطق الواقعة بين 15 و 35 كم فوق مستوى سطح الأرض وبالتحديد في أعلى نقطة موجودة على ارتفاع حوالي 25 كم تعد طبقة الأوزون جزءًا من طبقة الستراتوسفير ، التي تتراوح من 10 إلى 50 كم فوق مستوى الأرض.
ثقب طبقة الأوزون
وعقب نشر نتائج دراسة استقصائية للبحرية القطبية البريطانية في أيار / مايو 1985، أشير إلى ظاهرة استنفاد الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية باسم “ثقب الأوزون”، وهي عبارة تعزى أولاً إلى الحائز على جائزة نوبل شيروود رولاند.
وقد أصبحت صورة القمر الصناعي لثقب الأوزون رمزاً عالمياً لهذا التهديد البيئي الذي ساعد على تعبئة الدعم الشعبي لبروتوكول مونتريال.
ولا يزال عمل علماء الغلاف الجوي والباحثين في مجال البيئة يقومون بدور بالغ الأهمية في إبلاغ عملية صنع السياسات بموجب بروتوكول مونتريال. إن الصور والنشرات العلمية حول استنزاف الأوزون هي أدوات تواصل مفيدة للجمهور حول التقدم المحرز والتحديات المقبلة.
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 – 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).
أضرار طبقة الأوزون
ومنعها من الوصول إلى سطح الأرض، إلا أن التآكل في هذه الطبقة، المسمى بثقب الأوزون، أدّى إلى العديد من الآثار على الإنسان، ومن أهمها:
- الآثار الصحية
وفقاً لبعض الدراسات والأبحاث، فإن الأشعة فوق البنفسجية قد تكون إحدى مسببات بعض أنواع السرطانات الجلدية غير الميلانينية، كما أنها تلعب دوراً رئيسياً في تطور سرطان الجلد الخبيث، والذي يمكن أن يؤدي إلى الوفاة في بعض الحالات.
يمكن أن يؤدي التعرض إلى أشعة الشمس الشديدة إلى الحروق الجلدية التي تختلف في درجاتها، كما أنها أحد العوامل التي تساهم في شيخوخة الجلد المبكرة. - الآثار على جودة الهواء
يؤدي انخفاض الأوزون في الطبقات العليا من الغلاف الجوي والزيادة المباشرة للأشعة فوق البنفسجية إلى ارتفاع معدلات التفكك الضوئي للغازات التي تتواجد في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي، أي طبقة التروبوسفير، والتي تؤثر على التفاعلات الكيميائية فيما بين الغازات والعوالق الجوية.
قد تؤدي زيادة معدلات التفكك الضوئي لبعض الغازات إلى آثار ضارة على صحة الإنسان والنباتات والبيئة الطبيعية وتوازنها.
كما أن زيادة تفاعلات التفكك الضوئي قد يؤثر على تفاعلات الأكسدة في الغلاف الجوي وزيادتها. - الآثار على الثروة النباتية
تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على العمليات الفسيولوجية والتنموية للنباتات، وعلى الرغم من امتلاك العديد من أنواع النباتات آليات للحد من هذه التأثيرات عليها والقدرة على التكيف مع المستويات المتزايدة من الأشعة فوق البنفسجية، والتي تسبب ارتفاعاً في درجات الحرارة، إلا أنه يمكن أن يتأثر نمو النبات بشكل مباشر، وهذا يؤدي إلى التأثير على الثروة النباتية والغذائية للإنسان، - تحدث بعض التغيرات غير المباشرة الناجمة عن التعرض الأشعة فوق البنفسجية وارتفاع درجات الحرارة، مثل التغيرات في شكل النبات، وتوقيت مراحل النمو والتمثيل الغذائي.
- يمكن أن يكون لهذه التغييرات آثار مهمة على التوازن التنافسي بين النباتات، والحيوانات العاشبة، حيث أنها تتفاوت في قدرتها على التكيف مع هذه التغييرات.
يمكن أن تؤثر هذه التغييرات على الدورات الطبيعية مثل دورة الكربون أو دورة النيتروجين.
أسباب تآكل طبقة الأوزون
وجد العديد من الأسباب والعوامل المؤثرة على طبقة الأوزون والمتسببة فيما يعرف بثقب الأوزون ومن أبرز هذه الأسباب ما يلي:
-
- مركبات الكلوروفلوركربون
من أبرز وأهم الأسباب المؤدية إلى حدوث ظاهرة ثقب الأوزون، مركبات الكلوروفلوركربون. عند انكسار جزيئات هذه المركبات في طبقة الستراتوسفير عن طريق الأشعة فوق البنفسجية.
تنبعث ذرات الكلور ويحدث تفاعل بينها وبين غاز الأوزون وتؤدي إلى تدميره. الجدير بالذكر أن هذه المركبات تنبعث نتيجة الاستخدام اليومي للمذيبات والصابون وغاز الثلاجات ومكيفات الهواء وغيرها.
الهالونات هي عبارة عن مركبات البروموفلوروكربون التي تستخدم في إطفاء الحريق.
تؤدي الهالونات إلى استهلاك طبقة الأوزون بشكل أسرع مقارنة بمركبات الكلوروفلوركربون.
تحتوي الهالونات على عنصر البروم الذي يمتلك قدرة على تدمير غاز الأوزون أكبر بكثير من قدرة عنصر الكلور. - كلوريد الميثيل
يستخدم كلوريد الميثيل كسائل تنظيف أو كمذيب، وعند وصول هذا المركب إلى الغلاف الجوي.
يحدث تفاعل بينه وبين غاز الأوزون فيحدث استنزاف لطبقة الأوزون.
تأثير كلوريد الميثيل على طبقة الأوزون يقل خطورة عن تأثر الهالونات، والكلوروفلوركربون.
يجدر الإشارة إلى أن كلوريد الميثيل لديه القدرة على البقاء في الغلاف الجوي لمدة سنة ونصف غالبًا. - رباعي كلوريد الكربون
يستخدم هذا المركب في عمليات تعقيم الحبوب بالبخار وعمليات التنظيف.
يؤثر هذا المركب على طبقة الأوزون نفس تأثير مركبات الكلوروفلوركربون.
يمتلك هذا المركب قدرة على البقاء في الغلاف الجوي لمدة 42 سنة. - بروميد الميثيل
يستخدم بروميد الميثيل في صناعة المبيدات الحشرية، ويتواجد في الغلاف الجوي لمدة سنة ونصف أو أكثر. صرحت منظمة الأرصاد الجوية العالمية أن مركب بروميد الميثيل أحد أكبر وأهم مصادر عنصر البروم الموجود في طبقة الستراتوسفير. لذلك من الممكن اعتباره مسؤولاً عن 5:10% من استهلاك غاز الأوزون على مستوي العالم. أكاسيد النيتروجين تتمثل أكاسيد النيتروجين - في أول أكسيد الكربون
الذي يتبدل إلى حمض النتريك. وتتمثل أيضًا في أكسيد النيتروجين السام الذي يمنع الرؤية.
يتنبأ العلماء بزيادة نسبة أكاسيد النيتروجين في الجو عن حدها الطبيعي المسموح به وهو 3:10 جزء في المليون.
تتركز أكاسيد النيتروجين في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي، الأمر الذي يؤدي إلى حدوث اختزال ضوئي.
وبالتالي حدوث تفاعلات تؤثر على طبقة الأوزون وتدمرها. - التجارب النووية
تساهم التجارب النووية في تدمير طبقة الأوزون بنسبة 70:20% وبشكل خاص التفجيرات الهوائية. - البراكين
تقذف البراكين حوالي 11 طن من كلوريد الهيدروجين، وحوالي 6 مليون طن من كبريتيد الهيدروجين للغلاف الجوي سنويًا.
مما يؤدي إلى تفاعل حمض الكبريت وعنصر الكلور مع غاز الأوزون وتدميره.
ولكن الجدير بالذكر أن البراكين تأثيرها جزئي على طبقة الأوزون وذلك لكون البراكين معروفة منذ ملايين السنين. - العوامل الجيوفيزيائية
- بعض العلماء يرجحون أن سبب تأكل أو استنفاد طبقة الأوزون في الجزء الشمالي من الكرة الأرضية يرجع إلى عوامل جيوفيزيائية. متمثلة في النشاط الشمسي والأعاصير. كما يمكنكم التعرف على: معلومات وأسرار عن فوائد طبقة الأوزون للحياة
- مركبات الكلوروفلوركربون
