چیزی به نام ازن

در مورد لایه ازنی، كه از زیست – سپهر زمین در برابر قسمت اعظم تابش فرابنفش خورشید محافظت می‌كند، اخیراً دو بررسی انجام گرفته است. اولی، اندازه‌گیری‌هایی است كه به كمك ماهواره انجام شده است و ظاهراً نظریه كاهش تدریجی لایه ازنی را تأیید می‌كند. اندازه‌گیری‌هایی كه از سال 1979 به بعد انجام شده حاكی از آن است كه از غلظت ازن به میزان چند درصد كاسته شده، و این افت غلظت در عرض‌های جغرافیایی میانه نیمكره جنوبی به 18 درصد رسیده است. بررسی دوم كه تقریباً در همان ایام انجام شده حاكی از آن است كه ازن در هر بهار (در نیمكره جنوبی) در ماه‌های مهر و آبان، بر فراز قطب جنوب شدیداً كاهش می‌یابد. این كاهش شدید را حفره ازن نامیده‌اند. این حفره، اگر چه در تابستان‌ها پر می‌شود، ولی سال به سال عمیق‌تر می‌شود، به طوری كه غلظت میانگین ازن برفراز قطب جنوب در مهر 1364 در حدود 40 درصد از میزان آن در مهر 1358 كمتر بوده است. مقالات متعددی كه اخیراً منتشر شده، از جمله مقاله‌هایی كه یك شماره مخصوص به آن‌ها اختصاص یافته است، نشان می‌دهد كه محققان در مورد علت روندی كه در قطب جنوب مشاهده می‌شود، اتفاق نظر ندارند. به علاوه درباره ارتباط میان حفره ازن قطب جنوب و كاهش ازن در سطح جهانی هم اتفاق نظر وجود ندارد.
بعضی پژوهندگان، حفره ازن را نشانه یك فاجعه قریب الوقوع جهانی می‌دانند: این حفره نمونه حادی است از نابودی ازن بر اثر تركیبات كلرو – فلوئورو – كربن مصنوعی. این تركیبات در استراتوسفر توسط نور فرابنفش تجزیه می‌شود و كلر حاصل از این فرایند تجزیه ازن (3O) به اكسیژن مولكولی (2O) را كاتالیز می‌كند. دولت ایالات متحده امریكا، در سال 1978، استفاده از تركیبات كلرو – فلوئورو – كربن را به عنوان عامل رانش در افشانه‌های هواویز ممنوع كرد، ولی استفاده از آن‌ها به عنوان عوامل سرمازا و كف ساز ادامه دارد.
در بسیاری از نقاط جهان هنوز هم این تركیبات را به عنوان عامل رانش به كار می‌برند. بدین ترتیب، غلظت تركیبات كلرو فلوئورو كربن در جو زمین رو به افزایش است و میزان افزایش این تركیبات بر فراز قطب جنوب از 5 درصد در سال بیشتر است. نظریه دیگری كه توسط لین‌وود كالیس از مركز تحقیقات لانگلی ناسا، و مورالی ناتاراجان مطرح شده است، می‌گوید كه هم حفره قطب حنوب و هم كاهش لایه ازن در كل جو، از واكنش‌های اكسیدهای طبیعی ازت ناشی می‌شود. به نظر كالیس و ناتاراجان میزان اكسیدهای ازت در استراتوسفر تحتانی، به تبعیت از چرخه 11 ساله فعالیت خورشیدی كم و زیاد می‌شود. در حول و حوش زمان فعالیت بیشینه خورشیدی (كه آخرین آن در سال 1979 روی داد) مقادیر عظیمی تركیبات ازت‌دار، كه در بالای استراتوسفر تشكیل شده است، به توسط گرد شار قطب جنوب، كه در خلال زمستان طولانی قطبی برفراز قطب جنوب در جریان است، به استراتوسفر تحتانی كشانده می‌شود. خورشید بهاری برخی از تركیبات ازت را از طریق فوتولیز (تجزیه نوری) به اكسیدهای ازن‌زدای NO و 2NO تبدیل می‌كند. اكسیدهای ازت قطب جنوب در سراسر استراتوسفر پخش می‌شود و ازن قسمت‌های دیگری جو را نیز نابود می‌كند. این نظریه، هر چند تأثیر تركیبات كلرو – فلوئورو – كربن را انكار نمی‌كند، ولی حاكی از آن است كه آنچه تاكنون از نابودی ازن دیده‌ایم، چرخه‌ای بوده و علت طبیعی داشته است.
پژوهندگان دیگر معتقدند كه حفره قطب جنوب و كاهش كلی ازن، اساساً دو پدیده متمایز از یكدیگرند، و می‌گویند كه این حفره به طریق شیمیایی ایجاد نمی‌شود بلكه باد موجد آن است.
بنا بر گزارش ریچارد استولارسكی و مارك شوبرل در هر بهار كه حفره قطبی تشكیل می‌شود از عرض جغرافیایی 44 درجه جنوبی تا قطب، تغییر جندانی در كل ازن موجود در جو به وجود نمی‌آید. یكی از توضیحات قابل قبول این است كه جریان هوایی كه به سمت بالا تنوره می‌كشد، هوای پر ازن را از ناحیه قطبی می‌راند و هوای كم ازن ارتفاعات كمتر را جانشین آن می‌كند. به این ترتیب هوای پر ازن در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر از قطب، حلقه‌ای تشكیل می‌دهد كه تراكم زیاد ازن واقعاً در آن مشاهده شده است. از این دیدگاه، افزایش سال به سال عمق حفره به علت جریان هوایی است كه به سمت بالا تنوره می‌كشد و این جریان است كه به دلایلی نامعلوم شدت می‌یافته است.
هیئت پژوهندگانی كه اخیراً به قطب جنوب رفته است، شواهدی علیه نظریه چرخه خورشیدی و نظریه باد. گزارش كرده‌اند. ولی حل این مناقشه احتمالاً چند سالی طول خواهد كشید. اگر عمق حفره قطب جنوب همچنان زیاد شود، كفه ترازو به طرف تأثیر تركیبات كلرو فلوئورو كربن پایین خواهد رفت؛ بر عكس اگر مقدار ازن به سطح قبلی بازگردد، تأییدی بر یكی از دو نظریه دیگر خواهد بود. اندازه گیری‌های ماهواره‌ای نشان می‌دهند كه عمق حفره در سال 1986 كمتر بوده است تا در سال 1985. میزان ازن بر فراز قطب حنوب در سال 1985 به كمترین مقدار خود رسیده بود. با این حال هنوز خیلی زود است كه این بهبود را نشانه‌ای از یك روند جدید بدانیم.
در این اوضاع و احوال است كه آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده امریكا نیز به جمع معترضان پیوسته است. در پیش نویس گزارشی كه مقامات این آژانس در نوامبر 1986 منتشر كردند، پیش‌بینی شده است كه كاهش میزان ازن می‌تواند تا سال 2074 باعث ایجاد 40 میلیون مورد سرطان پوست در ایالات متحده شود (كه 800000 مورد آن به مرگ خواهد انجامید). اساس پیش‌بینی فرض‌های زیر است:
(1) تركیبات كلرو فلوئورو كربن موجب كاهش لایه ازن می‌شود
(2) میزان این تركیبات در جو 5ر2 درصد در سال افزایش می‌یابد. این گزارش را (كه هنوز تحت بازبینی علمی است) بعضی محققان خام و ناسنجیده دانسته‌اند. جان ویزنفلد از دانشگاه كورنل آن را گزارشی غیر مسؤولانه و گمراه كننده خوانده است.
به هر ترتیب ناظران دیگر یادآور می‌شوند كه اگر انتشار تركیبات كلرو فلوئورو كربن به راستی لایه ازن را كاهش بدهد، مسؤولان و سیاست گزاران نباید در انتظار دلیل قاطع، برای جلوگیری از انتشار بیشتر این تركیبات دست روی دست بگذارند.