حتى الاكتشافات التي حدثت في القرن الماضي ، لم يكن الناس يعرفون ببساطة الدور الذي يلعبه الأوزون.
في نهاية القرن ، أصبح من الواضح أنه بسبب عدد من الأسباب ، فإن طبقة الأوزون مستنفدة ، وتصبح أرق في بعض الأماكن أو ببساطة أقل تشبعًا بالأوزون. هذه الظاهرة تسمى ثقوب الأوزون.
أسباب استنفاد طبقة الأوزون
الأكسجين ثلاثي الذرات يسمى الأوزون. يقع الجزء الرئيسي منه في الغلاف الجوي العلوي على ارتفاع 12 إلى 50 كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر. يتركز التركيز الأكثر أهمية على ارتفاع 23 كيلومترًا. تم اكتشاف هذا الغاز في الغلاف الجوي عام 1873 من قبل العالم الألماني شنبين. في وقت لاحق ، تم العثور على مثل هذا التعديل للأكسجين تحت الارتفاعات المحددة وحتى في طبقات الغلاف الجوي بالقرب من سطح الأرض.
اتضح أن إطلاق الصواريخ الفضائية ورحلات الطائرات على ارتفاعات تتراوح من 12 إلى 16 كيلومترًا وانبعاثات الفريون تلعب الدور الأكبر في تكوين ثقوب الأوزون.
لأول مرة ، تم اكتشاف ثقب أوزون يبلغ قطره أكثر من 1000 كيلومتر لأول مرة في عام 1985 في نصف الكرة الجنوبي فوق القارة القطبية الجنوبية من قبل مجموعة من العلماء من بريطانيا.
التقدم التكنولوجي وثقوب الأوزون
أكبر ضرر لطبقة الأوزون ناتج عن مركبات الكلور والهيدروجين. تتشكل هذه المركبات أثناء تحلل الفريونات. عادة ما يتم استخدامها كمرشات. عندما يتم الوصول إلى عتبة درجة حرارة معينة ، يغلي الفريون. في نفس الوقت ، يزيد حجمها عدة مرات. هذه هي العملية المطلوبة في صناعة الهباء الجوي.
يستخدم الفريون أيضًا في تصنيع الأجهزة التي توفر درجات حرارة منخفضة. توجد في أنظمة المجمدات الكبيرة والصغيرة والثلاجات الصناعية والمنزلية. عندما تتسرب الفريونات ، بوزن أقل من وزن الهواء الجوي ، فإنها تبدأ في الارتفاع. في الغلاف الجوي ، ينفصل الكلور ويتفاعل مع الأكسجين ثلاثي الذرات ، وبالتالي يدمر جزيئات الأوزون ، ويحوله إلى أكسجين عادي.
تم اكتشاف تدمير طبقة الأوزون في الغلاف الجوي منذ وقت طويل ، ولكن بحلول الثمانينيات فقط كانت العملية تقييمًا حقيقيًا. اتضح أنه مع الانخفاض الكبير في الأوزون في الغلاف الجوي ، سيتوقف الكوكب عن البرودة. ستبدأ درجة الحرارة في الارتفاع. علاوة على ذلك ، فإن معدل هذا النمو سوف يتجاوز حتى خيار تطوير ظاهرة الاحتباس الحراري بسبب زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
ما إذا كان تأثير الدفيئة هو سبب تدمير طبقة الأوزون لا يزال نقطة خلافية للعلماء.
عواقب تدمير طبقة الأوزون على الأرض
كما ذكرنا سابقًا ، فإن الأوزون هو أكسجين ثلاثي الذرات. الغاز له رائحة خاصة ولونه مزرق. في ظل ظروف معينة ، يتحول الغاز إلى سائل ، يتميز بلون يسمى “النيلي”. في ظل ظروف خاصة ، يمكن أن يتغير الأوزون من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة. في هذه الحالة ، سيتحول لونه إلى اللون الأزرق الداكن.
لن يكون من المبالغة القول أنه بدون وجود طبقة الأوزون ، ستكون الحياة على كوكبنا مستحيلة. على الأقل بالشكل الموجود.
تعتبر الأشعة فوق البنفسجية خطرة على جميع الكائنات الحية. إذا أصبحت أكثر حدة ، فستبدأ الأمراض الخطيرة الهائلة تحت تأثيرها. الرؤية تعاني. هذا هو تطور إعتام عدسة العين ، وتغيرات في القرنية ، وتقشير شبكية العين. للأشعة فوق البنفسجية الصلبة تأثير محبط على المناعة الخلوية. بادئ ذي بدء ، سوف يؤثر على الجلد ، معبرًا عنه في أمراض الأورام. ستتوقف الكائنات الحية ، بسبب التعرض للإشعاع المتزايد ، عن مقاومة أي عدوى بدرجة أقل بكثير.
حقيقة مثيرة للاهتمام: تأثير ثقوب الأوزون على البشر هو نمو أمراض مثل سرطان الجلد وإعتام عدسة العين.
للأشعة فوق البنفسجية الشديدة تأثير كبير على عملية التمثيل الضوئي. يسبب تغيرات في سلوك الحيوانات. تكيفهم معطل. يبدأون في الهجرة. تتسارع عملية تكاثر الطحالب الخضراء المزرقة ، والتي لها تأثير ضار على سكان البيئة المائية. انخفضت الموارد البيولوجية لمحيطات العالم بشكل كبير. يؤثر الإشعاع على زريعة الأسماك والبيض.
هناك انخفاض في خصوبة التربة. تموت البكتيريا التي تعيش في التربة ، حساسة للأشعة فوق البنفسجية. وفقط بالنسبة لهم ، تدين التربة بالخصوبة إلى حد كبير. إذا لم يتغير الوضع ، فستكون النتيجة النهائية هي تحويل الأرض إلى كوكب بلا حياة مع تغير المناخ.
مشكلة ثقوب الأوزون
بدأت المشكلة تناقش على المستوى العالمي ، فقد تؤدي إلى كارثة بيئية. تم التوقيع على الوثائق والاتفاقيات ذات الصلة. توصلت الدول إلى قرار موحد بشأن الحاجة إلى تقليل إنتاج الفريونات. تم العثور على بديل لهم. اتضح أنه خليط من البروبان والبيوتان. مؤشراته يمكن أن تحل محل الفريونات بنجاح.
في الوقت الحاضر ، لا يزال خطر تدمير طبقة الأوزون من بين أكثر المخاطر الموضعية. ومع ذلك ، في العالم ، يستمر استخدام التقنيات التي تستخدم الفريونات. لذلك ، ينشغل العلماء في حل مشكلة تقليل انبعاثات الفريون ، ومحاولة إيجاد بدائل أرخص وأكثر ملاءمة لهم.
طرق حل المشكلة العالمية لثقوب الأوزون
في عام 1985 ، بدأ العالم في اتخاذ تدابير جادة لحماية طبقة الأوزون. أصبحت ثقوب الأوزون مشكلة بيئية جديدة. في البداية ، تم إدخال قيود على انبعاثات الفريون. ثم وافقت الحكومات على اتفاقية فيينا. يهدف إلى حماية طبقة الأوزون في الغلاف الجوي. تقول الاتفاقية أن:
- تتبنى وفود تمثل دولًا مختلفة اتفاقية تنص على التعاون في مجال البحث في العمليات والمواد التي تؤثر على طبقة الأوزون ولها تأثير استفزازي على التغييرات فيها.
- تلتزم البلدان بالمراقبة المنهجية لطبقة الأوزون.
- تعمل الحكومات على إنشاء تقنيات ومواد ذات خصائص فريدة تساعد في تقليل الضرر الذي يلحق بالأوزون في الغلاف الجوي.
- تتعهد البلدان بالتعاون في تطوير التدابير واستخدامها ، فضلاً عن ضمان المراقبة المستمرة للأنشطة التي يمكن أن تؤدي إلى تكوين ثقوب الأوزون.
- يتم نقل التقنيات المتطورة والمعرفة المكتسبة للبلد إلى بعضها البعض.
خلال الفترة التي انقضت منذ اعتماد اتفاقية فيينا ، وقعت البلدان على العديد من البروتوكولات للحد من إطلاق مركبات الكربون الكلورية فلورية. في الوقت نفسه ، يتم تحديد الحالات التي يجب فيها إيقاف إنتاجها تمامًا.
استعادة طبقة الأوزون
إن أسباب ونتائج استنفاد طبقة الأوزون معروفة جيداً. أكبر مشكلة تنطوي على خطر هي التكنولوجيا المستخدمة في تصنيع وحدات التبريد. هذه الفترة الزمنية كانت تسمى أحيانًا أزمة الفريون. تتطلب التطورات الجديدة استثمارات رأسمالية كبيرة. كان لهذا تأثير سلبي على الإنتاج. ومع ذلك ، تم العثور على حل. اتضح أنه يمكن استبدال الفريونات بمواد أخرى. بالإضافة إلى غازات البروبان والبيوتان ، فقد تبين أنها تعمل بالوقود الهيدروكربوني. اليوم ، أصبحت المنشآت التي تستخدم تفاعلات كيميائية ماصة للحرارة منتشرة على نطاق واسع.
هناك أيضا حديث عن استعادة طبقة الأوزون. وفقًا لعلماء الفيزياء ، يمكن تنظيف الغلاف الجوي للكوكب من الفريونات باستخدام محطة طاقة نووية بسعة لا تقل عن 10 rBT. وفقًا للتقديرات ، فإن الشمس قادرة على إنتاج ما يصل إلى 6 أطنان من الأوزون في الثانية ، لكن تدميرها أسرع. إذا ، لاستخدام وحدات الطاقة كمصانع للأوزون ، فمن الممكن تحقيق التوازن. وهذا يعني أن الأوزون سيتكون بقدر ما سيتم تدميره.
إعادة شحن طبقة الأوزون
مشروع إنتاج الأوزون ليس المشروع الوحيد. على سبيل المثال ، وفقًا للعلماء ، يمكن تكوين الأوزون بشكل مصطنع في الستراتوسفير. يمكن القيام بالشيء نفسه في الغلاف الجوي.
يُقترح تغذية طبقة الستراتوسفير بالأوزون المصطنع بمساعدة طائرات الشحن التي يمكنها رش هذا الغاز بالارتفاعات المناسبة.
يمكن الحصول على جزيئات الأوزون من الأكسجين العادي باستخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء. يمكن استخدام أجهزة الطيران لهذا الغرض.
إذا كان استخدام منصة مع الليزر سيوفر تأثيرًا إيجابيًا في حل مشكلة ثقوب الأوزون ، فيمكن وضع هذه الأجهزة في المحطة الفضائية. في هذه الحالة ، من الممكن ضمان الإمداد المستمر بالأوزون.
العيب الرئيسي لجميع هذه التطورات هو السعر. تكلفة أي مشروع مرتفعة للغاية. ولهذا السبب لم يتم تنفيذ جزء كبير من المشاريع.
خاتمة
تم إنفاق مليارات الدولارات لإنقاذ طبقة الأوزون على الأرض ، أو على الأقل الحفاظ عليها بالشكل الذي هي عليه الآن. حسب العلماء أنه إذا توقف أي نشاط بشري (العوامل البشرية) ، وهو سبب ثقوب الأوزون ، فسوف يستغرق الأمر 100-200 سنة لاستعادته إلى حجمه السابق.
