چرا سوراخ شدن لايه ی اوزن از قطب ها شروع شد؟
مقدمه
لایه اوزون قسمتی از استراتوسفر است که حاوی گاز طبیعی اوزون O3 است. اوزون توانایی جالب توجهی در جذب برخی از فرکانسهای اشعه فرابنفش دارد. لایه اوزون زیاد چگال نیست. اگر آنرا در تروپوسفر متراکم شود ضخامت آن تنها در حد چند میلیمتر میشود. اوزون در جو زمین عموما توسط شکستن مولکول دو اتمی اکسیژن به دو اتم تنها بوسیله نور فرابنفش بوجود میآید. اکسیژن تک اتمی با اکسیژن نشکسته ترکیب میشود و اوزون را بوجود میآورند. مولکول اوزون ناپایدار است و هنگامی که نور فرابنفش به آن برخورد میکند به یک مولکول اکسیژن و یک اکسیژن اتمی شکسته میشود. به این فرآیند مداوم واکنش زنجیرهای اوزون اکسیژن نامیده میشود. بدین ترتیب لایه اوزون در استراتوسفر بوجود میآید و مانع از رسیدن پرتوهای فرابنفش به زمین می شود(این پرتوها خطرناک بود و در انسان موجب ایجاد سرطان پوست می گردد.).
دلایل تخریب اوزون در قطبین:
تخريب لايه اوزون بيشتر در قطبين ايجاد ميشود به چند علت :
1- چون گردش وضعي زمين از غرب به شرق است به دليل نيروي گريز از مركزي كه در دو قطبها وجود دارد ، دو حفره در دو قطب ايجاد ميشود ، مانند وقتي كه چايي شيرين را به هم ميزنيد ، و در اين حفرهها آلايندهها متمركز ميشوند واثر تخريبي بيشتري پيدا ميكنند
2- ديگر اينكه اصولا لايه استراتوسفر كه در بالاي آن لايه اوزون قرار دارد در دو قطب باريكتر است . اين لايه در استوا به طور متوسط 18 كيلومتر، در مناطق معمولي 12 كيلومتر ، و در قطبها به طور متوسط 8 كيلومتر ميباشد .
3- تخريب لايه اوزون بيشتر در قطب جنوب صورت ميگيرد ، چونكه در سمت قطب جنوب به نسبت قطب شمال خشكيهاي بيشتري وجود دارد ؛ به عنوان مثال در عرض جفرافيايي 90 درجه شمال، اقيانوس منجمد شمالي واقع است ، درحاليكه در همين عرض جغرافيايي، جنوب استراليا وجود دارد كه از نظر صنعتي خيلي هم فعال و آلوده كننده هم هست .
4- تخريب لايه اوزون در سالهاي اخير به علت آنكه كشورهاي صنعتي تدابير خاصي براي جلوگيري از ورود آلايندهها به جو داشتهاند ، روند رو به بهبودي داشته است . اما در تابستانها كه جلبكها رشد و نمو بيشتري دارند ( همانطور كه ميدانيد مقداري C FC طبيعي از تجزيه جلبكها حاصل ميشود. ) يا هوا جريان بيشتري دارد و آلايندهها بيشتر وارد جو ميشوند ( در زمستان ممكن است به علت بارشهايي كه وجود دارد مقادير زيادي از آلايندهها وارد زمين شوند كه البته آن هم اثرات سوء خودش را دارد ) ممكن است اين تخريب بيشتر صورت گيرد .
5- 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. Pscها بسيار سرد هستند و دماي آن ها حدود 80- سيلسيوس است. Psc از نيتريك اسيد تري هيدرا ت (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 - خود 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 اول 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 می شوند.
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.
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 معروفند که نمونه آنها گاز فرئون یخچالهاست.)،انواع افشانههای آرایشی و بسیاری از صنایع شیمیایی.
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 مسأله 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.
تاثیر منفی اوزون در قطب ها نیز جبران ناپذیرتر خواهد شد.با از بین رفتن اوزون وتابش اشعه ی ماوراء بنفش خورشید بر یخ های قطبی علاوه بر این که زندگی جانوران قطبی را به خطر خواهد انداخت، ذخایر آب شیرین را از بین برده و سطح آب در دریاها و اقیانوس ها بالا خواهد آمد که این خود از بدترین تاثیرات نبود اوزون است.
كوچك شدن سوراخ لايه ازن بر فراز قطب جنوب
سازمان فضايي اروپا«راسا» اعلام كرد،سوراخ لايه ازون موجود بر فراز قطب جنوب كوچكتر شده است.
به گزارش باشگاه خبرنگاران به نقل ازخبرگزاري آلمان ،كارشناسان سازمان فضايي اروپا راسا وزش باد و كاهش دما را از عوامل اصلي كوچك شدن 30 درصدي از لوزه سوراخ لايه ازون مي دانند. بنابراين گزارش، كارشناسان تاكيد كردند با اين وجود هنوز اندازه اين سوراخ بزرگ بوده و سطحي معادل 24 ميليون و هفتصدهزار كيلومتر مربع را در بر مي گيرد كه چيزي معادل اندازه آمريكايي شمالي است. كوچك شدن سوراخ لايه ازون به معناي برطرف شدن مشكل لايه ازون نيست.
براساس اين گزارش ،لايه ازون با ارتفاع 25 كيلومتر از زمين در برابر اشعه هاي زيان بار خورشيد يعني اشعه هاي ماورابنفش حفاظت مي كند.
يادآور مي شود، طي سال هاي اخير اين لايه در سطح كل جهان 3/0 درصد نازك تر شده بود به همين دليل خطر بروز سرطان پوست افزايش يافته است.
تهیه کننده : مهدی انبارلو
کلاس دوم تجربی دبیرستان نمونه روزبه