تقع طبقة الأوزون في طبقة الستراتوسفير على ارتفاع يتراوح بين 15 و30 كيلومتر فوق سطح الأرض وتلعب دوراً هاماً في حماية كوكب الأرض. إنها تمثل درعاً يقي الكوكب والكائنات الحية فيه من الأشعة فوق البنفسجية الضارة والتي تصل إلى الأرض من الشمس. ولقد برزت قضية استنزاف طبقة الأوزون كأكثر المشاكل البيئية إلحاحاً على مدار القرن الماضي
في هذا المقال سنتعرف عن قرب على طبقة الأوزون وأهميتها
ما هو الأوزون؟
يتكون غاز الأوزون من ثلاث ذرات أوكسجين مما يعطيه الصيغة الكيميائية (O3) ويتواجد هذا الغاز بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للأرض إلا أن بنيته الكيميائية تجعله غير مستقراً أي أنه يمكن أن يتشكل ويتحلل بسهولة من خلال تفاعله مع مركبات أخرى.
يتواجد الأوزون في الغلاف الجوي بأعلى تركيز له على ارتفاعين مختلفين للغاية أحدهما بالقرب من سطح الأرض والآخر في طبقة الستراتوسفير وتختلف وظيفته بشكل كبير في هاتين المنطقتين.
يُعرف الأوزون القريب من سطح الأرض باسم الأوزون التروبوسفيري، وغالبًا ما يُطلق عليه الأوزون السيئ (Bad Ozone). ويكون تركيز الأوزون في طبقة التروبوسفير أقل مما هي عليه في طبقة الستراتوسفير، كما هو موضح في الرسم البياني.
ومع ذلك، قد يرتفع تركيز الأوزون بالقرب من سطح الأرض بشكل مؤقت ومحلي نتيجة للانبعاثات الناتجة عن عوادم السيارات، والعمليات الصناعية، والمرافق الكهربائية، والمذيبات الكيميائية. كما يُعتبر هذا الأوزون ملوثًا للهواء، ويمكن أن يؤثر سلبًا على صحة الإنسان.
وأما بالنسبة للأوزون الموجود في الغلاف الجوي العلوي، يُعرف باسم الأوزون الستراتوسفيري أو الأوزون الجيد (Good Ozone).
تشمل طبقة الستراتوسفير المنطقة المعروفة باسم طبقة الأوزون، والتي تلعب دوراً حيوياً في حماية كوكب الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة القادمة من الشمس.
قياس الأوزون
تقيس وحدات دوبسون (DU) كمية الأوزون الموجودة في الغلاف الجوي، إذ يبلغ متوسط تركيز الأوزون الإجمالي على المستوى العالمي حوالي 300 وحدة دوبسون. وتميل مستويات الأوزون إلى الارتفاع بالقرب من القطبين، بينما تنخفض عند خط الاستواء. وأما عن ثقب الأوزون فيُعرف على أنه المنطقة التي تصل فيها قيم عمود الأوزون إلى 220 وحدة دوبسون. وقد حدث أكبر امتداد تاريخي لثقب الأوزون في سبتمبر 2000، حيث بلغت مساحته 28.4 مليون كيلومتر مربع أي ما يعادل سبع أضعاف مساحة الاتحاد الأوروبي.
يوضح الشكل المرفق توزيع الأوزون في طبقة الستراتوسفير، حيث يمكن رؤية المنطقة ذات التركيز المنخفض للأوزون (ثقب الأوزون) باللون الأزرق.
ما هو استنزاف طبقة الأوزون ولماذا تعتبر هذه الطبقة مهمة؟
كانت طبقة الأوزون قبل استنزافها تمتص عادةً ما بين 97% و99% من الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس (UV-B) مما يؤمن حماية للحياة على سطح الأرض من التعرض إلى مستويات ضارة من هذه الأشعة والتي قد تسبب سرطانات في الجلد وتلف في المحاصيل الزراعية فضلاً عن دورها في إضعاف جهاز المناعة وتأثيرها الضار على الحمض النووي (DNA). وقد أفادت العديد من الدراسات بأنه قد تم تجنب ملايين الحالات الإضافية من سرطان الجلد بسبب بروتوكول مونتريال والاتفاقيات التكميلية له.
يحدث استنزاف الأوزون الستراتوسفيري فوق نصفي الكرة الأرضية. ومع ذلك، فإن هذه الظاهرة أكثر وضوحًا في نصف الكرة الجنوبي (القطب الجنوبي) منها في نصف الكرة الشمالي (القطب الشمالي). ويرجع هذا إلى أن تكوين ثقب الأوزون يرتبط ارتباطًا مباشرًا بدرجة حرارة الستراتوسفير. فبمجرد أن تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون -78 درجة مئوية، تميل السحب الستراتوسفيرية القطبية إلى التكون، مما يؤدي إلى تفاقم استنزاف الأوزون. ففي القطب الجنوبي، تكون درجات الحرارة منخفضة لفترات طويلة في الستراتوسفير مما يحفز تشكل السحب القطبية في حين أن القطب الشمالي يتميز بتقلبات جوية أكبر من عام إلى آخر.
ففي سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي أطلق البشر كميات كبيرة من الغازات التي استنفدت الأوزون في الغلاف الجوي العلوي ومع انخفاض تركيزات الأوزون في الستراتوسفير، وظهور ثقب في طبقة الأوزون، كانت هناك زيادات قابلة للقياس في كمية الأشعة فوق البنفسجية من النوع B التي تصل إلى السطح. ويُظهر الرسم البياني التغير المقاس في الكميات السنوية من الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض، في عام 2008 مقارنةً بعام 1979.
اليوم الدولي لحفظ طبقة الأوزون
في عام 1994، أعلنت الجمعية العامة يوم 16 سبتمبر اليوم الدولي للحفاظ على طبقة الأوزون احتفالاً بتوقيع بروتوكول مونتريال بشأن المواد المستنفدة لطبقة الأوزون في عام 1987.
فبعد التأكيد العلمي على استنفاد طبقة الأوزون قرر المجتمع الدولي إنشاء آلية للتعاون لاتخاذ إجراءات لحماية طبقة الأوزون. وقد تم إضفاء الطابع الرسمي على ذلك في اتفاقية فيينا لحماية طبقة الأوزون التي اعتمدها ووقع عليها 28 بلداً في 22 مارس 1985. وفي سبتمبر 1987 تمت صياغة بروتوكول مونتريال بشأن المواد المستنفدة لطبقة الأوزون.
يهدف بروتوكول مونتريال بشكل رئيسي إلى حماية طبقة الأوزون من خلال اتخاذ تدابير لمراقبة الإنتاج والاستهلاك العالمي للمواد المستنفدة للأوزون، مع السعي نحو القضاء النهائي على هذه المواد من خلال تطوير بدائل علمية وتكنولوجية. كما يركز البروتوكول على عدة مجموعات من المواد المستنفدة، تم تصنيفها وفقًا للعائلة الكيميائية في مرفقات النص ويتطلب بروتوكول مونتريال السيطرة على حوالي مائة مادة كيميائية موزعة على عدة فئات. بالإضافة إلى ذلك، تحدد المعاهدة جدولاً زمنياً للتخلص التدريجي من إنتاج واستهلاك كل مجموعة من هذه المواد بهدف القضاء عليها تمامًا. كما يتضمن المواد التي تم التحقق من التخلص منها وتدميرها ولا يحظر البروتوكول استخدام المواد المعاد تدويرها أو تلك الموجودة خارج مواعيد التخلص التدريجي. هناك بعض الاستثناءات القليلة للاستخدامات الأساسية التي لا توجد لها بدائل مقبولة، مثل أجهزة الاستنشاق المستخدمة لعلاج الربو وأجهزة إطفاء الحرائق الناتجة عن التماسات الكهربائية المستخدمة في الغواصات والطائرات.
الخاتمة
لقد أثمرت جهود المجتمع الدولي المبذولة لحماية طبقة الأوزون إلى نتائج ملموسة. فبفضل بروتوكول مونتريال والاتفاقيات الدولية الأخرى، تمكن العالم من الحد بشكل كبير من إنتاج واستهلاك المواد المستنفدة للأوزون.
وتؤكد الدراسات الحديثة أن ثقب الأوزون بدأ في الانكماش، وهناك توقعات بأن يعود إلى مستوياته الطبيعية في منتصف القرن الحادي والعشرين. ووفقاً لتقرير التقييم العلمي لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة فمن المتوقع أن يعود الأوزون الستراتوسفيري العالمي إلى مستويات عام 1980 حوالي عام 2040. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به فحماية طبقة الأوزون هي مسؤولية مشتركة تقع على عاتق كل فرد منا. ومن خلال اتخاذ إجراءات بسيطة في حياتنا اليومية، مثل ترشيد استهلاك الطاقة وتقليل استخدام المواد الكيميائية الضارة، يمكننا المساهمة في الحفاظ على هذا الدرع الواقي الذي يحمي كوكبنا.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية..
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصادر: ourworldindata, EEA, UN
