تخریب لایه‌ی اوزون: اثرات و علل تخریب لایه‌ی اوزون

لایه‌ی اوزون مسئول جذب پرتوهای مضر فرا بنفش است و از ورود آن‌ها به جو زمین جلو گیری می‌کند. با این حال عوامل زیادی هستند که باعث تخریب و آسیب به این لایه‌ی محافظ می‌شوند. در این بحث سعی داریم تا اطلاعات بیش‌تری در مورد فرایندها، دلایل و تاًثيرات تخریب لایه‌ی اوزون، یاد بگیریم.
اوزون یک گاز بی رنگ است که در قسمت بالایی اتمسفر زمین قرار دارد. اوزون هنگامی تشکیل میشود که مولکولهای اکسیژن، فوتونهای فرابنفش را جذب می‌کنند و تحت واکنش شیمیایی قرار می‌گیرند که با عنوان تفکیک عکس و یا تجزیه شیمیایی بر اثر نیروی تابشی، شناخته شده است. در این فرایند، یک تک مولکول اکسیژن به دو اتم اکسیژن تجزیه می‌شود. سپس اتم اکسیژن آزاد به همراه یک مولکول اکسیژن، اوزون را تشکیل می‌دهند. مولکول‌های اوزون که اشعه‌ی فرا بنفش که طول موجی بین ۲۰۰ تا۳۱۰ نانو متر دارد را جذب می‌کنند و در نتیجه جلوی ورود تشعشعات مضر را به زمین می‌گیرند. روند جذب اشعه‌های مضر هنگامی رخ می‌دهد که مولکول‌های اوزون به یک مولکول اکسیژن و یک اتم اکسیژن تقسیم می‌شوند. اتم اکسیژن دو باره با مولکول اکسیژن ترکیب شده و مولکول اوزون را به وجود می‌آوردند. به این ترتیب، با این فرآیند مقدار کل گاز اوزون از تخریب در امان می‌ماند و مداوماً باز سازی می‌شود.
اشعه‌ی فرا بنفش، امواج الکترو مغناطیسی پر انرژی ساطع شده از خورشید می‌باشد. امواج فرا بنفش یا UV به سه دسته تقسیم می‌شوند، که شامل UV - A، با حد اقل درجه‌ی خطرناکی، و UV - B و UV - C هستند که به ترتیب در درجات خطرناک‌تر طبقه بندی می‌شوند. UV - C قادر به رسیدن به سطح نیست، چرا که اوزون استراتوسفری قبل از رسیدن به زمین جلوی آن را می‌گیرد. خطر واقعی ناشی از UV - B است که می‌تواند وارد اتمسفر زمین شود و عوارضی را هم دارد.
کاهش لایه‌ی اوزون یا به اصطلاح سوراخ شدن لایه‌ی اوزون برای اولین بار در نیمه‌ی دوم سال ۱۹۷۰ مورد توجه جهانیان قرار گرفت و تحقیقات زیادی برای پیدا کردن اثرات و علل آن انجام شد. مطالعات متعددی نیز برای یافتن یک راه حل ممکن، انجام شده است. اجازه دهید تا نگاهی به برخی علل و اثرات کاهش لایه‌ی اوزون بیاندازیم.

علل تخریب لایه‌ی اوزون

اوزون فرم سه اتمی اکسیژن (O3)، موجود در جو زمین است. ترکیبی از درجه حرارت پایین، کلر بالا و غلظت برم در سطوح بالای استراتوسفر مسئول تخریب ازن می‌باشد. تولید و انتشار کلرو فلوئورو کربن ها (CFCها)، علت اصلی کاهش لایه ازن است. CFC ها، عاملی هستند که حداقل ۸۰٪ در تخریب کل لایه‌ی اوزون دخیل‌اند.
دیگر مواد مخرب لایه‌ی اوزون شامل هیدرو کلرو فلوئورو کربن‌ها و ترکیبات آلی فرار هستند. این مواد اغلب در دود ماشین‌ها، محصولات فرعی فرآیندهای صنعتی، سرد کننده‌ها، و ذرات معلق در هوا یافت می،شوند. مواد مخرب اوزون، در سطوح پایین‌تر زمین پایدارترند، ولی در استراتوسفر، در معرض تابش نور فرا بنفش تجزیه شده و اتم کلر آزاد منتشر می‌کنند.
این اتم کلر آزاد با مولکول اوزون واکنش نشان می‌دهد، و به شکل مونو اکسید کلر و یک مولکول اکسیژن آزاد می‌شود. حال مونو اکسید کلر با یک مولکول اوزون واکنش نشان می‌دهد و به شکل یک اتم کلر و دو مولکول اکسیژن در می‌آید. این مولکول کلر آزاد دو باره با اوزون واکنش داده و مونو اکسید کلر آزاد می‌کند. این روند ادامه می‌یابد و لایه‌ی اوزون را کاهش می‌دهد.

اثرات احتمالی تخریب لایه‌ی اوزون

آلوده شدن اوزون در استراتوسفر باعث شده است که این لایه به شکل یک حفره در آید. این حفره باعث شده تا اشعه‌های مضر فرا بنفش وارد جو زمین شوند. اشعه‌ی فرا بنفش خورشید با یک سری مسائل مرتبط با سلامتی و زیست محیطی گره خورده است و آن‌ها را تهدید می‌کند. اجازه دهید نگاهی به تأثیرات مختلف تخریب لایه‌ی اوزون روی اشکال مختلف حیات بیاندازیم.

تأثیر بر انسان

سرطان پوست: قرار گرفتن در معرض اشعه فرا بنفش خطر ابتلا به انواع مختلفی سرطان‌های پوست از جمله ملانوم بد خیم، بازال و کارسینوم سلول سنگ فرشی، را افزایش می‌دهد.
آسیب‌های چشمی: قرار گرفتن در معرض مستقیم اشعه‌ی فرا بنفش می‌تواند باعث برف کوری و آب مروارید شود. برف‌ کوری اختلال دردناک قرنیه‌ی چشم به علت قرار گرفتن بیش ‌از حد در معرض نور فرا بنفشی است که از برف باز تابیده می‌شود.
در این بیماری، آفتاب ‌سوختگی قرنیه باعث می‌شود تاول‌های کوچک بر روی سطح قرنیه تشکیل ‌شود. علامت این بیماری دردناک بودن چشم و نیز از دست دادن قدرت بینایی به طور موقت است. استفاده از عینک آفتابی می‌تواند به جلو گیری از برف‌ کوری کمک کند و عدم استفاده از عینک دودی مناسب در کوه ممکن است باعث برف‌ کوری شود. البته با استراحت دادن به چشم این مشکل خود به خود بهبود می‌یابد. آب مروارید نوعی بیماری چشم با دلایل گوناگون است که با تار شدن عدسی چشم آغاز شده و با افزایش تیرگی و کدر شدن عدسی، بینایی چشم مختل می شود. خوش بختانه بیماری چشمی آب مروارید در بیشتر موارد در زمانی که به آن "زمان رسیدن" می‌گویند با جراحی ساده‌ای بر طرف می‌شود.
آسیب رسیدن به سیستم ایمنی بدن: یکی از اثرات اشعه‌ی فرا بنفش، اختلال در سیستم ایمنی بدن است. قرار گرفتن زیاد بدن در مقابل اشعه‌ی فرا بنفش، پاسخ گویی سیستم ایمنی بدن را تضعیف می‌کند.
پیری زود هنگام پوست: قرار گرفتن بیش از حد در معرض اشعه‌ی فرا بنفش، باعث آفتاب زدگی می‌شود، که منجر به بروز بثورات پوستی و جوش‌هایی در افراد با پوست روشن می‌شود. آفتاب ‌زدگی‌ عبارت‌ است‌ از واکنش‌ به‌ مواجهه‌ بیش‌ از حد با آفتاب‌. در این بیماری پوست‌ در بخش‌هایی‌ که‌ بیشتر در معرض‌ آفتاب‌ است‌، در گیر می‌شود. قرمز شدن پوست‌، گاهی‌ همراه‌ با تاول‌های‌ کوچک‌، در نواحی‌ مواجهه‌ یافته‌ با آفتاب‌، لکه‌های‌ پوسته ‌ریزی‌کننده‌، تب‌، خستگی‌ یا گیجی‌ از نشانه‌های شایع آن هستند.
اثرات دیگر: مواد شیمیایی اوزون می‌تواند باعث مشکل در تنفس، درد قفسه‌ی سینه و گلو درد شده و مانع از عمل کرد صحیح ریه شود.

تاثیر بر دو زیستان

تخریب لایه اوزون به عنوان یکی از علل کاهش تعداد گونه‌های دو زیستان ذکر شده است. تخریب لایه‌ی اوزون در هر مرحله از چرخه‌ی زندگی دو زیستان تأثیر می‌گذارد. در زیر به برخی از این اثرات اشاره می‌شود.

مانع رشد و توسعه‌ی لاروها می‌شود.

تغییر رفتارها و عادات و رشدِ گرایش را منجر می‌شود. منظور از رشدِ گرایش در زیست شناسی، تمایل گیاه یا حیوان برای رشد به طرز خاصی می‌باشد.

علل نقص در برخی از گونه‌ها است.

کاهش ایمنی، بدین صورت که برخی گونه‌ها بیش‌تر در مقابل بیماری یا مرگ آسیب پذیر شده‌اند.
آسیب رسیدن به شبکیه و نا بینایی در برخی از گونه‌ها.

تأثیرات بر اکو سیستم دریایی

حیات پلانکتون‌ها (فیتو پلانکتون‌ها و باکتری پلانکتون‌ها) بر اثر افزایش اشعه‌ی فرا بنفش تهدید می‌شود. فیتو پلانکتون‌های دریایی نقش اساسی در زنجیره‌ی غذایی و هم‌ چنین چرخه‌ی کربن در اقیانوس‌ها بازی می‌کنند. پلانکتون‌ها نقش مهمی در تبدیل دی اکسید کربن به اکسیژن دارند. اشعه‌ی فرا بنفش حیات این موجودات میکروسکوپی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این موضوع در نهایت باعث اخلال در نظم کل اکو سیستم می‌شود.

تأثیر بر گیاهان

اشعه‌ی فرا بنفش می‌تواند بر زمان گل‌ دهی و هم‌ چنین تعداد گل‌های برخی از گونه‌های گیاهان تأثیر قابل توجهی بگذارد. رشد گیاهان به طور مستقیم توسط اشعه‌ی UV - B تحت تأثیر قرار می‌گیرد. با وجود مکانیسم‌هایی برای کاهش و ترمیم این اثرات در گیاهان، باز هم فرآیندهای فیزیو لوژیکی و رشد و نمو گیاهان تحت تأثیر این اشعه قرار می‌گیرد. با وجود کاهش اوزون در لایه‌های بالاتر، مشاهده شده که این گاز در جوهای پایین‌تر در حال افزایش است. وجود اوزون در لایه‌های پایین‌تر به عنوان یک آلاینده و گاز گل‌ خانه‌ای تلقی می‌شود، که می‌تواند در گرم شدن هوای زمین و تغییر در وضعیت آب و هوایی تأثیر به سزایی داشته باشد. با این حال، تحقیقات نشان داده است که عمر گاز اوزون در جوهای پایین‌تر خیلی کمتر از جو استراتوسفری است. در مقابل، افزایش سطح اوزون در لایه‌های پایین‌تر می‌تواند توانایی نور خورشید در سنتز ویتامین D را بالا ببرد، که می‌تواند به عنوان یک اثر مهم سودمند در کاهش لایه اوزون در نظر گرفته شود.
نگرانی رو به رشد تخریب لایه‌ی اوزون، منجر به تصویب پروتکل مونترال در سال ۱۹۸۷ به منظور کاهش و کنترل انتشار صنعتی کلرو فلوئورو کربن‌ها، شد. چنین توافقنامه‌های بین المللی در کاهش انتشار این ترکیبات تا حد زیادی موفق بوده‌اند. با این حال تفاهمات و همکاری‌های بیشتر کشورهای جهان برای حل این مشکل، لازم است. شما نیز می‌توانید نقش کوچکی در حفظ لایه‌ی اوزون داشته باشید. خرید و استفاده‌ی بیشتر از محصولات باز یافت شده، صرفه جویی در انرژی، استفاده از حمل و نقل عمومی، و بیشتر از همه افزایش سطح آگاهی مردم، از جمله کارهایی است که می‌توانید برای حفظ لایه‌ی اوزون انجام دهید. تلاش‌های فردی ما می‌تواند گامهایی در مسیری طولانی در حفاظت از سیاره‌ی زمین باشد.