دید کلی

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 کرده‌اند. 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 دوره‌ای است و آیا کلرو فلئورو کربنها ، تنها عاملی هستند که سبب ایجاد حفره در لایه اوزون می‌شوند یا نه؟

لایه اوزون چیست؟

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 دریایی راس جمع آوری و طی سالهای 1957 تا 1989 نگهداری 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) تأثیرشان شدیدتر می‌شود.

فلاوونوئیدها در برابر اندک افزایشی در تابش نور فرابنفش بسیار حساس‌اند. بنابراین ، 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 بدست آمده وجود حفره اوزون را که در دهه 80 اعلام شده بود، تأیید 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 آینه‌ای 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 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.

مباحث مرتبط با عنوان

• اتمسفر
• استراتوسفر
• اشعه فرابنفش
• اوزون و تاثیر آن بر سرنشینان هواپیما
• تشعشعات خورشیدی
• تخریب لایه اوزون
• ترکیبات جو زمین
• حفاظت از لایه اوزون
• جو زمین
• مواد جاذب نور
• هواشناسی