لايه 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 زيادي 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 گردبادي در اطراف قطب شروع به وزيدن كرده و جو قطبي را جدا و ايزوله مي كند. هنگامي كه دما به كمتر از 78- درجه سانتيگراد ( 109- درجه فارنهايت) مي رسد مخلوطي از ابرهاي نازك از يخ، اسيد نيتريك و اسيد سولفوريك تشكيل مي شود. د ر اين زمان واكنشهاي شيميايي روي سطوح كريستال هاي يخ موجود در ابرها اشكال فعالي از CFC ها را آزاد ميكنند. به اين ترتيب 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 بعضي 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 بريتانيا(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. لايه ازون مانند محافظي كره زمين را در برگرفته و از رسيدن بيش از حد اشعه UV-B به زمين جلوگيري 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 فيلتر ما با افزايش سرطان ها و نابودي حيات مواجهيم.
منابع كاهنده لايه ازون عبارتند از:
1- فعاليتهاي بشري 2- منابع طبيعي 3- فعاليتهاي آتشفشاني
فعاليتهاي انساني 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 مي 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 فعاليتهاي 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 ميدهد. 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 ايجاد تغيير در رشد، زنجيره غذايي، و چرخه هاي بيوشيميايي مي 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 ايمني) 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 مرواريد) 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 شبيه 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. بيماري ديگري که با کاهش ميزان لايه ازون ارتباط دارد كاتاراكت است. حدس زده مي شود که در ازاي كاهش ازون به ميزان يك درصد، حدود 100 تا 150 هزار مورد نابينايي ناشي از كاتاراكت بروزپيدا 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.
لايه اوزون لايه محافظ حساسي از گاز طبيعي O3 است که در استراتوسفر (حدود 25 الي 40 کيلومتري سطح زمين) يافت مي‌شود. اين گاز نجات بخش با جذب و کاهش اثرات مخرب امواج پر انرژي ماوراي بنفش خورشيد همانند صافي کره زمين را از اثرات تخريبي امواج آسيب‌زا مصون و محفوظ نگه مي‌دارد.
اوزون (Ozone) گازي است به فرمول O3 که مولکولهاي آن از پيوند يافتن سه اتم اکسيژن با يکديگر تشکيل شده‌است .

ساختار لايه اوزون :

کنت مارکهام ، شيميداني در سازمان تحقيقات علمي و صنعتي نيوزلند نمونه‌هايي از نوع خزه را مورد تجزيه و تحليل قرار داد ، که نام علمي‌اش بريوم آرژانتئوم است. اين نمونه‌ها از منطقه درياي راس جمع آوري و طي سالهاي 1957 تا 1989 نگه داري شده‌اند. مارکهام در جستجوي ترکيباتي به نام فلاوونوئيد بود که رنگدانه‌هاي گياهي هستند. پژوهشهاي اخير نشان داده‌اند که فلاوونوئيد داراي يک خاصيت مهم يعني "محافظت در برابر نور" است . اين ترکيب هنگامي در گياهان پديد مي‌آيد که بويژه در معرض تابش پر انرژي نور فرا بنفش قرار ميگيرند ، يعني در معرض گستره‌اي از طول موجهايي که غالباً بر اثر رقيق شدن لايه اوزون "استراتوسفر" تاثيرشان شديدتر مي‌شود.
فلاوونوئيدها در برابر اندک افزايشي در تابش نور فرابنفش بسيار حساس‌اند. بنابرين ، غلظت آنها با ميزان نور فرابنفش به صورت خطي تغيير مي‌يابد ، بدين معني که دو برابر شدن غلظت نور فرابنفش باعث دو برابر شدن غلظت فلاوونوئيد مي‌شود. کنت مارکهام مقدار فلاوونوئيد را در نمونه‌هاي خزهاي که در اختيار داشت، اندازه‌ گيري کرد. نتيجه‌هاي به دست آمده وجود حفره اوزون را که در دهه 80 اعلام شده بود ، تاييد کردند. آنگاه مارکهام ، مقدار اوزون رسيده به زمين بين سالهاي 1964 و 1986 را در قطب جنوب اندازه‌ گيري کرد. او اين اندازه‌ گيري را با مقدار فلاوونوئيد نمودار خود در همان مدت مقايسه کرد و بدين نتيجه رسيد که اين مقدارها تقريباً تصوير آيينه‌اي يکديگرند.
فلاوونوئيدها ، ترکيباتي هستند که گياهان را از آسيب نور خورشيد محفوظ مي‌دارند. غلظت آنها در خزه ، هنگامي که اوزون رقيق باشد ، زياد و هنگامي که اوزون به مقدار کافي باشد کم است. بنابر نظريه مارکهام ، حتي مقدار زياد و غير منتظره تابش نور فرابنفش در ميانه دهه 60 ، که داده‌هاي مربوط به فلاوونوئيدها نشان مي‌دادند ، به صورت کاهش ميزان اوزون و در همان موقع مشاهده مي‌شود.

ضرورت حفاظت از لايه اوزون :

اگر لايه اوزون از بين برود ، زندگي از کره زمين رخت بر خواهد بست. با از بين رفتن لايه حياتي اوزون ، نسل بشري ، پوشش گياهي و حيات جانوري در مدت کوتاهي به صورت اسفباري منقرض خواهد گرديد. در حال حاضر که اين لايه آسيب ديده است ، تشعشعات ماوراي بنفش که به زمين مي‌رسد شدت يافته و اين مسئله باعث ايجاد سرطانهاي پوست ، تضعيف مکانيزم دفاعي و ايمني بدن انسان و همچنين ايجاد آب مرواريد گرديده است. علاوه بر آن به علت آسيب ديدن لايه اوزون کل نظام زيست محيطي " اکوسيستم" در سراسر پهنه گيتي دچار ناهماهنگي و عدم توازن جدي و فزاينده شده است.

عوامل مخرب لايه اوزون :

عوامل کليدي موثر در رقيق شدن اوزون عبارتند از : آزمايش بمبهاي اتمي در جو زمين ، و شار اندک ذراتي از خورشيد (که با ميانه دوره 11 ساله لکه‌هاي خورشيدي متناظر است) ، نوسان شبه دو ساله فورانهاي آتشفشان ، مصرف متوالي کلرو فلوئوروکربن اين گازها در حکم حلال در انواع افشانه‌ها به کار مي‌روند تحت نام کلي CFC (سي اف سي) معروفند که نمونه آنها گاز فريون (Freon) يخچالهاست. در انواع افشانه‌هاي آرايشي و بسياري از صنايع شيميايي.

پيامدهاي ناشي از تخريب لايه اوزون :

تخريب و سوراخ شدن لايه اوزون باعث عبور غير قابل کنترل تابش فرابنفش خورشيدي مي‌شود که سبب افزايش دماي زمين و ذوب يخهاي قطبي و افزايش آب درياها شده که در نهايت به زير آب رفتن خشکيها مي‌انجامد و نيز موجب سوختگي پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بيماريهاي چشمي ، همچنين وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گياهان مي‌شود. و بالاخره باعث انقراض زندگي تمام موجودات مي‌شود.

چگونگي جلوگيري از بحران لايه اوزون :

تحليل ميزان فلاوونوئيدها ممکن است اطلاعاتي راجع به مقدار اوزون در مناطق مختلف قطب جنوب و جاهاي ديگر به دست بدهد . بنا بر نظر مارکهام "وجود اين گياهان نوعي اميدواري را براي نگاه کردن به پيش از سال 1956 در پي يافتن نشانه‌هاي رقيق شدن در اوزون ، و نيز براي پاسخ دادن به اين پرسش پديد مي‌آورد که آيا رقيق شدن لايه اوزون در ميانه دهه 60 در ساير منطقه‌هاي قطب جنوب واقع شده است يا نه ." اگر چنين باشد ، ما بايد در اين باره که چرا چنين واقعهاي روي داده است، تجديد نظر کنيم. شايد هم نظريه کلرو فلئورو کربن بيش از حد مبتني بر ساده انديشي باشد .
لايه اوزون در قسمت شمالي زمين در سال 1980ميلادي بين 15 تا20 درصد کاهش پيدا کرده است. براي رفع اين مشکل جمعي از بهترين متخصصان زمين شناسي هر سال براي تحقيق و جستجو دور يکديگر جمع مي‌شوند. در سال 1992 پروکتيل مونترال درباره لايه اوزون مطالعه و تحقيقي داشت که فهميد بزرگ شدن سوراخ لايه اوزون بستگي به آلودگي هوا و توليد مواد سمّي دارد. در همان سال سازمان ملل متحد و حفاظت از محيط زيست برنامه‌اي را طرّاحي کرد که اين برنامه جهت محافظت و حمايت از محيط زيست و مخصوصا لايه اوزون به نام برنامه UNEP طراحي کرد، که اين برنامه جهت جلوگيري از توليد مواد سمّي و مواد شيميايي آلوده کننده است.
بر اساس تحقيقات دانشمندان لايه اوزون بر فراز قطب جنوب ، در ميانه دهه 60 تا حد زيادي رقيق شده است. دانشمندان ميزان مواد "محافظ در برابر نور" را که گياهان را از آسيب نور مصون ميدارند ، اندازه گيري کرده اند.
مطالعه اين مواد راه تازهاي را براي بازسازي چگونگي نوسان اوزون موجود در استراتوسفر پديد آورده است. اين کار ممکن است مشخص کند که آيا رقيق شدن لايه اوزون فرآيندي دوره اي است و آيا کلرو فلئورو کربنها ، تنها عاملي هستند که سبب ايجاد حفره در لايه اوزون مي شوند يا نه.
مولکولهاي اکسيژن (O2) به اکسيژن اتميک (O) تبديل مي‌شوند. اکسيژن اتميک به سرعت با مولکولهاي بيشتري ترکيب شده و به شکل اوزون مي‌شود. آن پوشش حرارتي که در سطح بالا رشد کرده و سلامتي لايه اوزون را به خطر انداخته است و اين مورد باعث شده است که اگر استراتوسفر نباشد ما نتوانيم بدون آن زنده بمانيم.
بالاي استراتوسفر مقداري از آلودگي مضّر اشعه فرا بنفش را و همچنين تشعشعاتي از خورشيد (امواج بين 320 تا 240) را که باعث مي‌شود لايه اوزون آسيب ببيند و همچنين جان گياهان به خطر بيفتد را جذب مي‌کند. اشعه فرابنفش با تابيدن نور مولکولهاي اوزون را مي‌شکافد، ولي اوزون مي‌تواند تغيير شکل بدهد و عکس العمل زير از آن حاصل مي‌شود:
O2 + O --------> O3 --------> O + O2 <-------- اشعه فرا بنفش + O3
همچنين اوزون در اثر عکس العمل زير نابود مي‌شود:
O3 + O -------> O2 + O2
عکس العمل دوم با افزايش پيدا کردن ارتفاع آهسته انجام مي‌شود امّا عکس العمل سوم سريعتر انجام مي‌شود. در بين همکاري عکس العملها تمرکز اوزون در حال تعادل است. در بالاي اتمسفر اکسيژن اتميک هنگامي که اشعه فرابنفش در سطح بالايي است، پيدا مي‌شود. در اثر حرکت استراتوسفر هواي متراکم تري بدست مي‌آيد و جذب اشعه فرا بنفش افزايش مي‌يابد و سطح اوزون به حداکثر و به تخمين " km20 مي‌رسد. همراه با تئوري کمپمن يک مشکل نيز وجود داشت که اين مشکل در سال 1960 تشخيص داده شد وحقيقت اين بود که اوزون به وسيله عکس العمل 4 آهسته حرکت مي کرد و ديده نمي شود.
گرم شدن زمين ترميم حفره اوزون را به تعويق مي اندازد دانشمندان هشدار داده اند :پديده گرم شدن زمين مي تواند تلاشها براي ترميم حفره اوزون را که قرار بود تا سال 2050 انجام گيرد،حدود30سال به تعويق اندازد .اين موضوع به رقم پيشرفتهايي است که با از رده خارج کردن مواد شيميايي مخرّب اوزون انجام شده است. طبق گزارشي کاهش فراواني در مصرف گازهاي ساخته دست انسان بنام کلروفلورو کربن پديد آمده است. اينها گازهايي هستند که لايه محافظ زمين را مي‌خورند.
به گفته دانشمندان اگر کشورها مصمم به دنبال نمودن اين روند باشند ، حفره داخل لايه اوزون به آغاز به جمع شدن و کوچک شدن خواهد نمود تا اينکه ظرف 50 سال ترميم خواهد شد. اين جمع بندي و نتيجه گيري توسط مجمع بررسي فرآيندهاي استراتوسفر و نقش آن در آب و هوا SPARC به عمل آمد. اين مجمع از صدها کارشناس اقليمي که دسامبر سال 1999در آرژانتين گرد هم آمدند و در سايه توجهات سازمان هواشناسي جهاني تشکيل جلسه دادند، شکل گرفته است. اين دانشمندان هشدار دادند: حتّي اگر کاهش مصرف گازهاي CFC برآورده شود، پديده گرم شدن زمين _که نتيجه توليد گازهاي گلخانه‌اي با وجود کربن به عنوان عنصر اصلي آن است و از سوختهاي سنگواره‌اي بدست مي‌آيد- مي‌تواند مهلت ترميم حفره اوزون را چند دهه به تعويق اندازد.
به عنوان يک تناقض ، گرم شدن زمين ، جو را در نزديکي سطح زمين حرارت مي‌دهد اما لايه پاييني استراتوسفر يعني جايي را که اوزون قرار دارد همچنان سرد نگه مي‌دارد. اين دماهاي پايين بويژه در زمستان مسبب جمع شدن ابرهاي استراتوسفر در نواحي قطبي مي‌شود . اين پديده آغازگر واکنشهاي نابودکننده اوزون توسط مولکولهاي کلري است که توسط کلروفلورو کربنها آزاد مي‌شوند. پيش بيني هاي داير بر اينکه حفره اوزون که بالاي قطب جنوب قرار دارد، به زودي کوچک خواهد شد با آخرين اطلاعات مغايرت دارد که نشان مي‌دهد اين حفره در حال گسترش است و بطور بي‌سابقه‌اي در چند سال اخير بزرگ شده است.

تاريخچه سوراخ شدن لايه اوزون

ابتدا جريان تأسف بار سوراخ شدن لايه اوزون در لايه زير استراتوسفر در بالاي منطقه انتارکتيکا اولين بار در دهه هفتاد (1970 تا 1979) توسط يک گروه تحقيقاتي به نام BAS کشف شد. اين گروه در مورد اتمسفر بالاي منطقه انتارکتيکا از يک ايستگاه تحقيقاتي که بسيار شبيه اين عکس مي‌باشد مشاهده مي‌گردند (اطلاعات ايستگاه تحقيقاتي هالي و ايستگاه تحقيقاتي BAS ) فالکر اولين بار در حالي تحقيقات را انجام داد که اندازه گيري اوليه در سال 1985 براي اولين بار سوراخ شدن لايه اوزون آنچنان نگران کننده بود که دانشمندان تصور مي‌کردند که دستگاهاي اندازه گيري خراب است. آنها دستگاه‌هاي ديگري جانشين آن دستگاهها کردند تا آنکه نتايج بدست آمده اندازه گيريهاي اوليه را تأييد کرد.
چند ماه بعد که 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 نمي‌داد، بدين دليل که نرم افزارهايي که اطلاعاتي در مورد لايه اوزون مي‌داند به صورتي برنامه ريزي شده بود که لا يه اوزون در منطقه کوچکي مورد بررسي قرار مي‌گرفت. در بررسيهاي بعدي اطلاعاتي بدست آمد (هنگامي که نتايج گروه BAS منتشر نشد) مورد تأييد قرار گرفت و بيانگر اين مطلب بود که سوراخ شدن لايه اوزون بطور سريع و در مقياس بزرگي بر بالاي منطقه انتارکتيکا انجام مي‌شود.
اوزون لايه‌اي را در استراتوسفر تشکيل مي‌دهد که منطقه استوا باريکتر و در دو قطب پهنتر است. ميزان اوزون در بالاي سطح کره زمين بوسيله مقياسي به نام (DU) Dobson units اندازه گيري مي‌شود که اين ميزان در منطقه استوايي در حدود 260DU است و به ميزان بيشتري در جاهاي ديگر است. اين در حالي است تغييرات فصلي بسيار وسيعي اتفاق افتاده و شکل مي‌گيرد و اشعه ماوراي بنفش در لايه استراتوسفر نفوذ مي‌کند يا آنرا مي‌شکافد.
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.

لايه ازون ،عينک آفتابي زمين

در حقيقت مردم از سال 1980 متوجه اين زنگ خطر شدند که فعاليتهاى انسانى که موجب ايجاد گازهاى شيميايى در جو مى شود.
لايه ازون به عنوان يک عينک آفتابى براى زمين به حساب مى آيد.
لايه ازون وظيفه محافظت زندگى در سطح زمين را در مقابل تشعشعات مضر خورشيد از جمله اشعه ماوراء بنفش را بر عهده دارد که اين تشعشعات عامل ايجاد سرطان پوست و ديگر بيمارى هاى پوستى هستند.
در حقيقت مردم از سال 1980 متوجه اين زنگ خطر شدند که فعاليتهاى انسانى که موجب ايجاد گازهاى شيميايى در جو مى شود لايه ازون را تحت تاثير قرار داده اند و آن را سوراخ کرده بنابراين دولتها با تصويب پروتکل مونترال که به موجب آن گازهاى تخريب کننده لايه ازون را از جمله گازهاى CFC را تحريم مى کند به دنبال راهى براى ترميم و کم کردن تاثير اين گازهاى مضر بر روى لايه ازون بوده اند.
اما امروز با گذشت تقريبا 20 سال از انتشار اين قرارداد سوراخ لايه ازون نه تنها ترميم نشده بلکه روز به روز بزرگتر شده و اشعه ماوراء بنفش به طور روزافزون زندگى جانداران را در سطح زمين تهديد مى کند.
سوراخ ايجاد شده در لايه ازون در سال 2005 بسيار بزرگتر از قبل شده است و وسعت آن در حدود 24 ميليون کيلومتر مربع در فضا بوده که تقريبا محدوده اى به اندازه آمريکاى شمالى است.
محققينى از دانشگاه ناسا طى مقاله اى که عنوان آن بازيافت ازون در لايه پايينى استراتوسفر است و قرار است در نشريه تحقيقاتى ژئوفيزيک چاپ شود به دنبال راهى براى ترميم لايه ازون هستند.
از اين مقاله اين گونه استنتاج مى شود که ترميم لايه ازون 50 درصد به کاهش گازهاى CFC مربوط مى شود.

سوراخ لايه اوزون

لايه اوزون در قسمت شمالي زمين در سال 1980ميلادي بين 15 تا20 درصد کاهش پيدا کرده است. براي رفع اين مشکل جمعي از بهترين متخصصان زمين شناسي هر سال براي تحقيق و جستجو دور يکديگر جمع مي‌شوند. در سال 1992 پروکتيل مونترال درباره لايه اوزون مطالعه و تحقيقي داشت که فهميد بزرگ شدن سوراخ لايه اوزون بستگي به آلودگي هوا و توليد مواد سمّي دارد. در همان سال سازمان ملل متحد و حفاظت از محيط زيست برنامه‌اي را طرّاحي کرد که اين برنامه جهت محافظت و حمايت از محيط زيست و مخصوصا لايه اوزون به نام برنامه UNEP طراحي کرد، که اين برنامه جهت جلوگيري از توليد مواد سمّي و مواد شيميايي آلوده کننده است.
مولکولهاي اکسيژن (O2) به اکسيژن اتميک (O) تبديل مي‌شوند. اکسيژن اتميک به سرعت با مو لکولهاي بيشتري ترکيب شده و به شکل اوزون مي‌شود. آن پوشش حرارتي که در سطح بالا رشد کرده و سلامتي لايه اوزون را به خطر انداخته است و اين مورد باعث شده است که اگر استراتوسفر نباشد ما نتوانيم بدون آن زنده بمانيم.

لايه گم شده منطقه تيره در وسط اين تصوير ماهواره‌اي منطقه وسيعي از لايه بسيار نازک شده اوزن در بالاي قطب جنوب را نشان مي‌دهد.
بالاي استراتوسفر مقداري از آلودگي مضّر اشعه فرا بنفش را و همچنين تشعشعاتي از خورشيد (امواج بين 320 تا 240) را که باعث مي‌شود لايه اوزون آسيب ببيند و همچنين جان گياهان به خطر بيفتد را جذب مي‌کند. اشعه فرا بنفش با تابيدن نور مولکولهاي اوزون را مي‌شکافد، ولي اوزون مي‌تواند تغيير شکل بدهد و عکس العمل زير از آن حاصل مي‌شود:
O2 + O --------> O3 --------> O + O2 <-------- اشعه فرا بنفش + O3
همچنين اوزون در اثر عکس العمل زير نابود مي‌شود:
O3 + O -------> O2 + O2
عکس العمل دوم با افزايش پيدا کردن ارتفاع آهسته انجام مي‌شود امّا عکس العمل سوم سريعتر انجام مي‌شود. در بين همکاري عکس العملها تمرکز اوزون در حال تعادل است. در بالاي اتمسفر اکسيژن اتميک هنگامي که اشعه فرا بنفش در سطح بالايي است، پيدا مي‌شود. در اثر حرکت استراتوسفر هواي متراکمتري بدست مي‌آيد و جذب اشعه فرا بنفش افزايش مي‌يابد و سطح اوزون به حد اکثر و تخمينا" km20 مي‌رسد. همراه با تئوري کمپمن يک مشکل نيز وجود داشت که اين مشکل در سال 1960 تشخيص داده شد وحقيقت اين بود که اوزون به وسيله عکس العمل 4 آهسته حرکت مي کرد و ديده نمي شود.
گرم شدن زمين ترميم حفره اوزون را به تعويق مي اندازد دانشمندان هشدار داده اند :پديده گرم شدن زمين مي تواند تلاشها براي ترميم حفره اوزون را که قرار بود تا سال 2050 انجام گيرد،حدود30سال به تعويق اندازد .اين مو ضوع به رقم پيشرفتهايي است که با از رده خارج کردن مواد شيميايي مخرّب اوزون انجام شده است. طبق گزارشي کاهش فراواني در مصرف گازهاي ساخته دست انسان بنام کلروفلورو کربن پديد آمده است. اينها گازهايي هستند که لايه محافظ زمين را مي‌خورند.
به گفته دانشمندان اگر کشورها مصمم به دنبال نمودن اين روند باشند ، حفره داخل لايه اوزون به آغاز به جمع شدن و کوچک شدن خواهد نمود تا اينکه ظرف 50 سال ترميم خواهد شد. اين جمع بندي و نتيجه گيري توسط مجمع بررسي فرآيندهاي استراتوسفر و نقش آن در آب و هوا SPARC به عمل آمد. اين مجمع از صدها کارشناس اقليمي که دسامبر سال 1999در آرژانتين گرد هم آمدند و در سايه توجهات سازمان هواشناسي جهاني تشکيل جلسه دادند، شکل گرفته است. اين دانشمندان هشدار دادند: حتّي اگر کاهش مصرف گازهاي CFC برآورده شود، پديده گرم شدن زمين _که نتيجه توليد گازهاي گلخانه‌اي با وجود کربن به عنوان عنصر اصلي آن است و از سوختهاي سنگواره‌اي بدست مي‌آيد_ مي‌تواند محلت ترميم حفره اوزون را چند دهه به تعويق اندازد.
به عنوان يک تناقض ، گرم شدن زمين ، جو را در نزديکي سطح زمين حرارت مي‌دهد اما لايه پاييني استراتوسفر يعني جايي را که اوزون قرار دارد همچنان سرد نگه مي‌دارد. اين دماهاي پايين بويژه درزمستان مسبب جمع شدن ابرهاي استراتوسفر در نواحي قطبي مي‌شود . اين پديده آغازگر واکنشهاي نابود کننده اوزون توسط مولکولهاي کلري است که توسط کلروفلورو کربنها آزاد مي‌شوند. پيش بينيهاي داير بر اينکه حفره اوزون که بالاي قطب جنوب قرار دارد، به زودي کوچک خواهد شد با آخرين اطلاعات مغايرت دارد که نشان مي‌دهد اين حفره در حال گسترش است و بطور بي‌سابقه‌اي در چند سال اخير 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 لايه اوزون

اگر لايه اوزون از بين برود، زندگي از کره زمين رخت بر خواهد بست. با از بين رفتن لايه حياتي اوزون ، نسل بشري ، پوشش گياهي و حيات جانوري در مدت کوتاهي به صورت اسفباري منقرض خواهد گرديد. در حال حاضر که اين لايه آسيب ديده است، تشعشعات ماوراي بنفش که به زمين مي‌رسد شدت يافته و اين مسئله باعث ايجاد سرطانهاي پوست ، تضعيف مکانيزم دفاعي و ايمني بدن انسان و همچنين ايجاد آب مرواريد گرديده است. علاوه بر آن به علت آسيب ديدن لايه اوزون کل نظام زيست محيطي (اکوسيستم) در سراسر پهنه گيتي دچار ناهماهنگي و عدم توازن جدي و فزاينده شده است.

عوامل مخرب لايه اوزون

عوامل کليدي مؤثر در رقيق شدن اوزون عبارتند از : آزمايش بمبهاي اتمي در جو زمين ، و شار اندک ذراتي از خورشيد (که با ميانه دوره 11 ساله لکه‌هاي خورشيدي متناظر است) ، نوسان شبه دو ساله فورانهاي آتشفشان ، مصرف متوالي کلرو فلوئورو کربن (اين گازها در حکم حلال در انواع افشانه‌ها به کار مي‌روند تحت نام کلي CFC (سي اف سي) معروفند که نمونه آنها گاز فرئون (Freon) يخچالهاست.) در انواع افشانه‌هاي آرايشي و بسياري از صنايع شيميايي.

پيامدهاي ناشي از تخريب لايه اوزون

تخريب و سوراخ شدن لايه اوزون باعث عبور غير قابل کنترل تابش فرابنفش خورشيدي مي‌شود که سبب افزايش دماي زمين و ذوب يخهاي قطبي و افزايش آب درياها شده که در نهايت به زير آب رفتن خشکيها مي‌انجامد و نيز موجب سوختگي پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بيماريهاي چشمي ، همچنين وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گياهان مي‌شود و بالاخره باعث انقراض زندگي تمام موجودات مي‌شود.

چگونگي جلوگيري از بحران لايه اوزون

تحليل ميزان فلاوونوئيدها ممکن است اطلاعاتي راجع به مقدار اوزون در مناطق مختلف قطب جنوب و جاهاي ديگر بدست دهد. بنابر نظر مارکهام "وجود اين گياهان نوعي اميدواري را براي نگاه کردن به پيش از سال 1956 در پي يافتن نشانه‌هاي رقيق شدن در اوزون و نيز براي پاسخ دادن به اين پرسش پديد مي‌آورد که آيا رقيق شدن لايه اوزون در ميانه دهه 60 در ساير منطقه‌هاي قطب جنوب واقع شده است يا نه ." اگر چنين باشد، ما بايد در اين باره که چرا چنين وقايعي روي داده است، تجديد نظر کنيم. شايد هم نظريه کلرو فلئورو کربن بيش از حد مبتني بر ساده انديشي 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 مي کشد .
دانشمندان مي گويند که نخستين مدرک قطعي دال بر اينکه لايه ازون در حال ترميم شدن است را به دست آورده اند.
گروهي از محققان آمريکايي دريافته اند که سرعت تخريب لايه ازون به ميزان قابل توجهي کاهش يافته است.
با اين وجود دانشمندان مي گويند که ترميم کامل اين لايه دست کم پنجاه سال طول مي کشد.
به گفته دانشمندان، ترميم لايه ازون نتيجه ممنوع شدن کاربرد مواد شيميايي مخرب بوده است.
اين ممنوعيت در "موافقتنامه مونترآل" ذکر شده است که در سال 1987 در اين شهر امضا شد.
اين موافقتنامه استفاده از موادي مانند گاز سي اف سي را که عمدتا در اسپري ها و يخچال ها کاربرد دارد، منع کرده است.
محققان، اطلاعاتي که در طول بيست سال گذشته توسط سه ماهواره و سه دستگاه مستقر روي زمين جمع آوري شده بود، تجزيه و تحليل کرده و دريافتند که در لايه استراتوسفر بالايي - خارجي ترين لايه ازون - سرعت تخريب تا حد قابل توجهي کمتر شده است.
پروفسور مايکل نيوچرچ، استاد دانشگاه آلاباما در آمريکا و از سرپرستان گروه تحقيق، مي گويد: لايه ازون قبلا در هر دهه هشت درصد نازک تر مي شد، ولي اکنون اين سرعت به چهار درصد رسيده است و اميدواريم که اين تخريب تا چند سال ديگر متوقف شود.
گرچه لايه هاي بالايي ازون رو به ترميم است، ولي عواملي چون گرم شدن کره زمين که دما را افزايش مي دهد و بر چگونگي وزش باد موثر است، ترميم ازون را در لايه هاي پايين تر به تاخير مي اندازد
لايه ازون قبلا در هر دهه هشت درصد نازک تر مي شد، ولي 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 مي‌شود

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 مي گويند که نخستين مدرک قطعي دال بر اينکه لايه ازون در حال ترميم شدن است را به دست آورده اند.
گروهي از محققان آمريکايي دريافته اند که سرعت تخريب لايه ازون به ميزان قابل توجهي كاهش يافته است .
با اين وجود دانشمندان مي گويند که ترميم کامل اين لايه دست کم پنجاه سال طول مي کشد.
به گفته دانشمندان، ترميم لايه ازون نتيجه ممنوع شدن کاربرد مواد شيميايي مخرب، تحت عنوان پروتکل مونترآل، بوده است.
اين پروتکل که در سال 1987 به اجرا درآمد، استفاده از موادي مانند گاز سي اف سي را که عمدتا در اسپري ها و يخچال ها کاربرد دارد، منع کرده است.
محققان اطلاعاتي ر که در طول بيست سال گذشته توسط سه ماهواره و سه دستگاه مستقر روي زمين جمع آوري شده بود، تجزيه و تحليل کرده و دريافتند که در لايه استراتوسفر بالايي - خارجي ترين لايه ازون - سرعت تخريب تا حد قابل توجهي کمتر شده است.
پروفسور مايکل نيوچرچ، استاد دانشگاه آلاباما در آمريکا و از سرپرستان گروه تحقيق، مي گويد: لايه ازون قبلا در هر دهه هشت درصد نازک تر مي شد، ولي اکنون اين سرعت به چهار درصد رسيده است و اميدواريم که اين تخريب تا چند سال ديگر متوقف شود.
گرچه لايه هاي بالايي ازون رو به ترميم است، ولي عواملي چون گرم شدن کره زمين که دما را افزايش مي دهد و بر چگونگي وزش باد موثر است، ترميم ازون را در لايه هاي پايين تر به تاخير مي اندازد .
منابع :
لايه اوزون چيست؟ http://www.mirzanejad.8m.com
لايه ازون http://www.husain72.com
لايه ازون http://www.hairloss.ir
لايه اوزون چيست ؟ http://sayeboon.ir
لايه ازون ، عينک آفتابي زمين http://www.optiran.net
تخريب لايه اوزون http://daneshnameh.roshd.ir
سوراخ لايه اوزون http://www.hormozganmet.ir
اوزون چيست؟ http://www.knowclub.com
حقيقت امر لايه اوزون چيست؟ http://www.chemical.blogfa.com
سوراخ اوزون http://daneshnameh.roshd.ir
لايه اوزون http://www.hupaa.com
لايه ازون 'در حال ترميم است http://www.cloudysky.ir
/خ