علل و تأثیرات خطرناک سوراخ شدن لایه اوزون

اوزون گازی بدون رنگ در اتمسفر فوقانی زمین است. اوزون هنگامی تشکیل می‌شود که مولکول‌های اکسیژن فوتون‌های ماورای بنفش را جذب می‌کنند و تحت واکنش شیمیایی به نام فوتولیز قرار می‌گیرند. در این فرآیند، یک مولکول اکسیژن به دو اتم اکسیژن تجزیه می‌شود. اتم اکسیژن آزاد با مولکول اکسیژن ترکیب می‌شود و مولکول اوزون را تشکیل می‌دهد. مولکول‌های اوزون به نوبه خود اشعه‌های ماورای بنفش بین طول موج 310 تا 200 نانومتر را جذب می‌کنند و بدین ترتیب مانع ورود این اشعه‌های مضر به اتمسفر زمین می‌شوند. فرآیند جذب اشعه‌های ماورای بنفش مضر هنگامی رخ می‌دهد که مولکول‌های اوزون به مولکول اکسیژن و اتم اکسیژن تجزیه می‌شوند. اتم اکسیژن دوباره با مولکول اکسیژن ترکیب می‌شود تا مولکول اوزون را تجدید کند. بنابراین، مقدار کل اوزون با این فرآیند پیوسته تخریب و تجدید حفظ می‌شود.
اشعه‌های ماورای بنفش امواج الکترومغناطیسی با انرژی بالا هستند که از خورشید ساطع می‌شوند. تشعشع رادیواکتیو دارای اشعه‌های UV-A، UV-B و UV-C است که اشعه‌های UV-C خطرناک‌تر از بقیه می‌باشد. UV-C به خاطر توانایی لایه اوزون در جذب آن نمی‌تواند به زمین برسد. تهدید واقعی اشعه‌های UV-B است که می‌تواند وارد اتمسفر زمین شود و تأثیرات سوء به همراه دارد. سوراخ شدن لایه اوزون اولین بار توجه جهانیان را در نیمه دوم دهه 1970 جلب کرد و بعداً از آن تحقیقات زیادی برای یافتن تأثیرات و علل احتمالی آن انجام شده است. مطالعات متعددی برای یافتن راه حل‌های احتمالی انجام شده‌اند.
اوزون شکل سه اتمی اکسیژن است که در اتمسفر زمین یافت می‌شود. ترکیب دمای پایین، افزایش غلظت کلرین و برومین در استراتوسفر فوقانی مسئول تخریب لایه اوزون است. تولید و انتشار کلروفلوئوروکربن‌ها علت اصلی سوراخ شدن لایه اوزون است. CFCها مسئول تقریباً 80% سوراخ شدن لایه اوزون هستند.
مواد دیگر تخریب کننده لایه اوزون عبارتند از هیدروکلروفلوئوروکربن‌ها و ترکیبات آلی فرار. این ترکیبات اغلب در گازهای خروجی از وسایل نقلیه، محصولات فرعی فرآیند‌های صنعتی، سرد سازها و آئروسل‌ها یافت می‌شوند. مواد دیگر تخریب کننده لایه اوزون در اتمسفر پایینی زمین پایدار هستند ولی، در استراتوسفر آن‌ها در معرض اشعه‌های ماورای بنفش قرار می‌گیرند و بدین ترتیب تجزیه می‌شوند تا اتم کلرین آزاد کنند.
اتم کلرین آزاد با مولکول اوزون واکنش نشان داده و کلرین مونوکسید و مولکول اکسیژن تشکیل می‌دهد. حالا، کلرین مونوکسید با مولکول اوزون واکنش نشان می‌دهد تا اتم کلرین و دو مولکول اکسیژن تشکیل دهد. مولکول کلرین آزاد دوباره با اوزون واکنش نشان می‌دهد تا کلرین مونوکسید تشکیل دهد. این فرآیند ادامه پیدا می‌کند و این منجر به سوراخ شدن لایه اوزون می‌شود.
تأثیرات سوراخ شدن لایه اوزون روی انسان‌ها
سرطان پوست: قرار گرفتن در معرض اشعه‌های ماورای بنفش خطر ابتلا به انواع سرطان پوست از جمله ملانوم بدخیم و کارسینوم سلول‌های سنگفرشی را افزایش می‌دهد.
صدمات چشم: قرار گرفتن مستقیم در معرض اشعه‌های ماورای بنفش می‌تواند منجر به بوف کوری و آب مروارید شود.
صدمات دستگاه ایمنی: تأثیرات اشعه‌های ماورای بنفش به اختلال در دستگاه ایمنی هم می‌رسد. قرار گرفتن زیاد در معرض اشعه‌های ماورای بنفش پاسخدهی دستگاه ایمنی بدن را تعضیف می‌کند.
افزایش سرعت پیری پوست: قرار گرفتن مداوم در معرض اشعه‌های مضر خورشید می‌تواند باعث ایجاد آلرژی و تشکیل ضایعات پوستی شود.
تأثیرات دیگر: مواد شیمیایی اوزون می‌تواند منجر به مشکل در تنفس، درد در قفسه سینه، تحریک گلو شود و عملکرد ریه‌ها را مختل کند.
تأثیرات دیگر
سوراخ شدن لایه اوزون یکی از علل کاهش گونه‌های دوزیستان به شمار می‌رود. سوراخ شدن لایه اوزون گونه‌های زیادی را در مراحل چرخه زندگی آن‌ها تحت تأثیر قرار می‌دهد. سوراخ شدن این لایه مانع رشد و نمو لاروها می‌شود، رفتار و عادت‌ها را تغییر می‌دهد، باعث ایجاد ناهنجاری در برخی گونه‌ها می‌شود، ایمنی را کاهش می‌دهد، منجر به نابینایی در برخی گونه‌ها می‌شود و غیره.
پلانکتون‌ها با خطر افزایش تهدید اشعه‌های ماورای بنفش روبرو هستند. فیتوپلانکتون‌ها نقش اساسی هم در زنجیره غذایی و هم در چرخه کربن اقیانوسی ایفا می‌کنند. این ریزموجودات نقش مهمی در تبدیل کربن دی اکسید اتمسفری به اکسیژن ایفا می‌کنند. اشعه‌های ماورای بنفش می‌تواند نرخ بقای این ارگانیسم‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. این در نهایت کل اکوسیستم را مختل کرده و تحت تأثیر قرار می‌دهد.
در برخی گونه‌های گیاهان، اشعه‌های ماورای بنفش می‌تواند زمان گُلدهی و همچنین تعداد گُل‌های تولید شده توسط گیاه را تغییر دهد. رشد گیاه ممکن است تحت تأثیر مستقیم تشعشع UV-B قرار بگیرد. علیرغم مکانیزم‌هایی برای کاهش این تأثیرات، فرآیند‌های فیزیولوژیکی و نمو گیاهان تحت تأثیر قرار می‌گیرند.
مشاهده دیگر افزایش اوزون موجود در اتمسفر پایینی به خاطر کاهش اوزون در استراتوسفر است. اوزون موجود در اتمسفر پایینی آلاینده و گاز گلخانه‌ای محسوب می‌شود که در گرمایش جهانی و تغییرات اقلیم نقش دارد. ولی، مطالعات نشان داده‌اند که طول عمر اوزون اتمسفر پایینی در مقایسه با اوزون استراتوسفری چندان زیاد نیست. در همین زمان، افزایش در سطح اوزون در اتمسفر پایینی می‌تواند توانایی نور خورشید برای سنتز ویتامین D را افزایش دهد. این را می‌تواند تأثیر مفید مهم سوراخ شدن لایه اوزون در نظر گرفت!