ما سبب ثقب الأوزون

نظرة عامة على ثقب الأوزون

بدأ العلماء بدراسات شاملة عام 1957م حول طبقة الأوزون؛^[١] نظراً إلى أهميتها في حماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجية التي تُعتبر من أسباب الاحتباس الحراري،^[٢][٣] وكانت أوضاع الطبقة مستقرّة، إلى أن كشفت أبحاث في سبعينات وثمانينات القرن العشرين عن وجود مشاكل تتعلّق باستقرار غاز الأوزون في الجو في ذلك الوقت،^[١] ففي عام 1976م لاحظ علماء مركز هيلي للدراسات الموجود في القارة القطبية الجنوبية انخفاضاً شديداً في مستويات غاز الأوزون في الجو، وكان هذا الانخفاض صادماً حتّى أنّهم ظنّوا أنّ عطلاً في أجهزتهم ربما قد يكون السبب وراء ذلك، ثمّ انخفض تركيز غاز الأوزون في الجو إلى 10% خلال فترة الربيع هناك والممتدة من شهر أيلول حتّى شهر تشرين الثاني، فظنّوا أنّ السبب ربما يكون طبيعيّاً نظراً إلى تقلّب الفصول، إلّا أنّ الانخفاض ظلّ يحدث تقريباً كلّ ربيع، لكن لم يستطع العلماء تحديد سببٍ منطقي لذلك.^[٤]

لم يجزم علماء مركز هيلي للدراسات أنّ انخفاض تركيز غاز الأوزون مشكلة تستدعي الاهتمام حتّى عام 1985م حين اكتشفوا أنّ السبب وراء ذلك الانخفاض يعود إلى بعض الممارسات البشرية، فكانوا أوّل من اكتشف ثقب الأوزون (بالإنجليزية: Ozone Hole) الذي يُعتبر أكبر ثقب تمّ رصده في طبقة الأوزون حتّى اليوم، والجدير بالذكر أنّ مصطلح ثقب الأوزون لا يُشير إلى ثقبٍ حقيقي إنّما هو مصطلح يُشير إلى نضوب في طبقة الأوزون (بالإنجليزية: Ozone Depletion) يتغيّر موسميّاً، بحيث يزداد أحياناً ويقلّ أحياناً أخرى،^[٤] ويحدث بشكلٍ تدريجيّ نتيجة إطلاق مُركّبات كيميائية تحتوي على عناصر الكلور أو البروم الغازية الصادرة عن العمليات الصناعية والأنشطة البشرية الأخرى.^[٥]

أسباب ثقب الأوزون

ترتبط ظاهرة ثقب الأوزون بالعديد من العوامل والأسباب؛ كإطلاق الصواريخ بطريقة غير منظّمة، حيث وجدت الأبحاث أنّ ذلك يتسبّب بنضوب طبقة الأوزون أكثر بكثير من مركّبات الكلوروفلوركربون؛ لذلك يتنبّأ العلماء بنضوب هائل لطبقة الأوزون بحلول عام 2050م إذا لم يتمّ التحكّم في إطلاق الصواريح بطريقة منظّمة، كما تُعتبر المركبات النيتروجينية أحد العوامل التي تُساهم في نضوب طبقة الأوزون، مثل: ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂) وأحادي أكسيد النيتروجين (NO)، حيث ينتُج كلّ منهما عن تجارب الأسلحة النووية، بالإضافة إلى أكسيد النيتروس (N₂O) الذي ينبعث من الأسمدة الكيميائية النيتروجينية،^[٦][٧] وهناك مركبات كيميائية أخرى تستنفد طبقة الأوزون، وهي كما يأتي:^[٧]

• الهالونات: تُمثّل الهالونات مركّبات البروموفلوروكربون التي تُستخدم بشكلٍ أساسيّ في إطفاء الحرائق، وتؤدي إلى استنفاد طبقة الأوزون بشكل أسرع مقارنةً بتأثير مركبات الكلوروفلوركربون؛ وذلك لاحتوائها على عنصر البروم الذي يستطيع تدمير غاز الأوزون أكثر بخمس مرّات من عنصر الكلور.
• كلوريد الميثيل: يُستخدم هذا المركّب عادةً كمذيب أو كسائل تنظيف، وعند وصوله إلى الغلاف الجوي يتفاعل الكلور مع غاز الأوزون ممّا يؤدّي إلى نضوب طبقة الأوزون، إلّا أنّ تأثيره على طبقة الأوزون يُعتبر أقل خطورةً مقارنةً مع تأثير الهالونات ومركّبات الكلوروفلوروكربون، والجدير بالذكر أنّه يُمكن أن يبقى في الغلاف الجوي لمدّة سنة ونصف تقريباً.
• رباعي كلوريد الكربون: يُستخدم غالباً في عمليات التنظيف الجاف وتعقيم الحبوب بالبخار، ويكون تأثيره على الغلاف الجوي نفس تأثير مركبات الكلوروفلوركربون تقريباً، ويمكن أن يبقى في الغلاف الجوي حوالي 42 عاماً.
• بروميد الميثيل: يُستخدم غالباً في صناعة مبيدات الآفات، وتتراوح درجة تأثيره على طبقة الأوزون وفقاً لدالّة نضوب الأوزون (ODP) من 0.22 إلى 0.48، فوفقاً للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية يُعتبر مركب بروميد الميثيل أحد أكبر مصادر عنصر البروم الموجود في طبقة الستراتوسفير؛ لذا يُمكن أن يُعّد وحده مسؤولاً عن حوالي 5-10% من استنفاد غاز الأوزون على مستوى العالم، ويبقى في الغلاف الجوي لمدّة تزيد عن السنة والنصف.
• مركبات الكلوروفلوروكربون: تُعتبر مركبات الكلوروفلوروكربون (بالإنجليزية: Chlorofluorocarbons) من أهم مسبّبات ظاهرة ثقب الأوزون، ويحدث ذلك حين تتكّسر روابط جزيئات هذه المركّبات في طبقة الستراتوسفير بواسطة الأشعة فوق البنفسجية، فتنبعث ذرات الكلور وتتفاعل مع غاز الأوزون مدمّرةً إيّاه، ومن الجدير بالذكر أنّ السبب وراء انبعاث هذه المركّبات يعود إلى الاستخدامات اليومية للصابون، والمذيبات، ورذاذ البخاخات، وغاز الثلاجات، ومكيّفات الهواء، وغيرها.^[٦]
• عوامل طبيعية: تُساهم بعض العوامل التي تحدث طبيعياً، مثل: رياح طبقة الستراتوسفير والانفجارات البركانية، في نضوب طبقة الأوزون.^[٦]

الغازات المسبّبة لثقب الأوزون ومصادرها

تنضب طبقة الأوزون بسبب تفاعلات كيميائية ضوئية بين كلّ من غاز الأوزون وغازات أخرى مستنفدة للأوزون، وتُعتبر طبقة التروبوسفير مصدر جميع تلك الغازات تقريباً والناتجة عن الأنشطة التي تحدث على سطج الأرض، حيث تتصاعد هذه الغازات جميعها نحو طبقة الستراتوسفير نتيجةً لاضطرابات الطقس؛ كالأعاصير وتيّارات الهواء الدافئ القويّة الصاعدة للأعلى، وفيما يأتي أهم الغازات المسببّة لثقب الأوزون وأبرز مصادرها:^[٧]

• غاز الكلور: (Cl₂)؛ وأهم مصادره مُركّبات الكلوروفلوركربون المنبعثة من الأنشطة الصناعية، واحتراق الكتلة الحيوية التي تُسبّب وجود ما يُعادل 5% من إجمالي الكلور في الستراتوسفير، ورذاذ ملح البحر، والمعززات الصاروخية، والبراكين، ومركبات الكلور المُستخدمة في محطات معالجة المياه، وأحواض السباحة، ومُبيّضات الكلور المنزلية.
• مركبات الكلوروفلوركربون: تتمثّل أهم مصادرها في الأنشطة الصناعية، حيث يتمّ استخدامها كعوامل تبريد في المكيّفات والثلاجات، وعوامل دفع في علب البخاخات، وكأدوات للتنظيف، كما يتمّ استخدامها كمذيبات في المصانع، وغيرها من الاستخدامات.
• الهالونات: تُعدّ طفايّات الحريق أهم مصدر لزيادة الهالونات في طبقة الستراتوسفير، وتُستخدم هذه الطفّايات عادةً في غرف الحاسوب، والمركبات العسكرية؛ كالسفن، والطائرات، وغيرها.
• غاز بروميد الميثيل: يمكن أن تكون مصادره طبيعية؛ كالمحيطات واحتراق الكتلة الحيوية، أو بشرية؛ كاستخدامه في مكافحة الآفات وتعقيم التربة بالبخار.
• غاز كلوريد الميثيل: له مصادر طبيعية؛ كالمحيطات وحرق الكتلة الحيوية، ومصادر صناعية؛ كاستخدامه كمذيب وأداة للتنظيف في الصناعات.
• غاز الميثان: تكون معظم مصادره طبيعية، حيث يتشكّل بكميات كبيرة في المستنقعات والرواسب نتيجةً لتحلّل النباتات القديمة جداً والحيوانات الميتة، كما يتشكّل في حقول الأرز، وفي معدة الحيوانات المجترة في الظروف اللاهوائية، ويُعدّ المركب القفصي (بالإنجليزية: Clathrate) الذي يُشبه في بنيته ندفة الثلج مصدراً مهمّاً لغاز الميثان، كما أنّ بعض الممارسات البشرية يُمكن أن تكون سببًا آخر لانبعاث غاز الميثان إلى طبقة الستراتوسفير، مثل: تدمير الغابات والمواطن الطبيعية.
• أكسيد النيتروس: هناك العديد من المصادر لوجود أكسيد النيتروس في الجو أهمّها دورة النيتروجين الطبيعية، والبرق الذي يحدث أثناء العواصف الرعدية، كما يُعتبر أكسيد النيتروس منتجاً ثانوياً لعملية حرق الوقود في محرّكات الاحتراق الداخلي، ويستخدمه طبّاء الأسنان كمخدّر أثناء معالجة المرضى.
• بخار الماء: يُعدّ بخار الماء أحد الغازات المستنفِدة لغاز الأوزون في الجو، ومصدره الأساسي المسطحات المائية الطبيعية؛ كالمحيطات، والأنهار، والبحيرات، كما يُمكن أن يتكوّن نتيجةً للأنشطة الصناعية، وعمليات أكسدة الميثان والهيدروكربونات الصغيرة الأخرى.

المراجع

1. ^ ^{أ ب} Christina Nunez (18-4-2019), "Ozone depletion, explained"، www.nationalgeographic.com, Retrieved 29-7-2020. Edited.
2. ↑ "Protection of the ozone layer", www.ec.europa.eu, Retrieved 29-7-2020. Edited.
3. ↑ "Is There a Connection Between the Ozone Hole and Global Warming?", www.ucsusa.org,2017-7-27، Retrieved 2020-8-17. Edited.
4. ^ ^{أ ب} "The Ozone Layer", www.scied.ucar.edu, Retrieved 27-7-2020. Edited.
5. ↑ Donald Wuebbles, John P. Rafferty (19-1-2011), "Ozone depletion"، www.britannica.com, Retrieved 29/7/2020. Edited.
6. ^ ^{أ ب ت} "Ozone Layer Depletion", www.byjus.com, Retrieved 6-8-2020. Edited.
7. ^ ^{أ ب ت} Md Safiuddin, Global ozone depletion: causes, effects and preventive measures, Page 4-6. Edited.