طبقة الأوزون هي عبارة عن طبقة تقع في منطقة الستراتوسفير في الغلاف الجوي، وهي طبقة تعمل على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من أشعة الشمس، وذلك لحماية الكائنات الحية من خطر تلك الأشعة، وأطلق عليها هذا الاسم لأنها تحتوي تركيز كبير من الأوزون يصل إلى 0.3%.
طبقة الأوزون تتواجد في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير، وتلك الطبقة تتكون على بعد 15: 35 كيلو متر عن سطح الأرض وهو ما يعادل من 9: 22 ميل فوق سطح الأرض،ومن الجدير بالذكر أن سمك طبقة الأوزون تختلف على حسب المواسم وجغرافية الكرة الأرضية.
تم اكتشاف طبقة الأوزون من قبل الفرنسيين تشارلز فابري وهنري بويسون في عام 1913م، وذلك من خلال الأبحاث ودراسة الإشعاع القادم من الشمس إلى الأرض والذي يتوافق إلى حد كبير مع طيف الجسم الأسود في درجة الحرارة وهي من تقدر بحوالي من 5500-6000 كلفن أو ما يعادل 5230-5730 درجة مئوية.
ومن الجدير بالذكر خصائص طبقة الأزون تم اكتشافها بين العامين من 1928 م،وحتى 1958 م من قبل عالم الأرصاد الجوية البريطاني جي إم بي دوبسون، وهذا ما قام بدوره في تطوير مقاس الطيف الضوئي البسيط والذي يُعرف باسم مقياس دوبسون.
أهمية طبقة الأوزون
تعمل على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس ومن ثم يتم حماية الكائنات الحية في الكرة الأرضية من أي أخطار مثل سرطان الجلد والأمراض الأخرى التي يمكن أن تظهر للنباتات والحيوانات.
يعتبر الأوزون من الغازات الهامة التي يكون لها دور في فعال في التخلص من البكتيريا والطفيليات المتنوعة، ولذلك تقوم بعض الدول باستخدام غاز الأوزون في تحلية الماء ومعالجتها، كما يمكن استخدامها في تعقيم الأسماك والأطعمة المتنوعة.
كما أنه يدخل في العيد من المجالات الصناعية ومنها ما يلي:
يمكن استخدامه في تطهير الماء بدلاً من الكلور.
يُستخدم في تطهير الملابس خاصة في المصانع والمستشفيات وأماكن الرعاية الصحية.
يعمل على إزالة الروائح من الهواء خاصة بعد الحرائق.
يقوم بقتل البكتيريا التي تتواجد في الطعام أو على الأسطح التي تلمس الميكروبات.
يتم استخدامه في التحكم في البكتيريا والتحكم في التبريد.
يستخدمه البعض في تعقيم حمامات السباحة أو تعقيم المنتجعات الصحية.
يتم استخدامه في قتل الحشرات التي تتواجد في الحبوب التي يتم تخزينها لفترة كبيرة.
يُستخدم في غسيل الفواكه والخضروات الطازجة للتخلص من البكتيريا والعفن.
يتم استخدامه في صناعة المركبات الكيميائية من خلال عملية التخليق الكيميائي.
التخلص من الطفيليات التي تنتقل بأكثر من شكل في محطات المياه.
يتم استخدامه في المستشفيات للتخلص من البكتيريا في غرفة العمليات.
كيف يتكون الأوزون
يتكون الأوزون بأكثر من شكل، ولكنه يختلف على حسب تواجد الأوزون، ويمكن توضيحه فيما يلي:
الأوزون التروبوسفيري
يتكون الأوزون التروبوسفيري في طبقة التربوسفير وهي أقل طبقة في الغلاف الجوي، وهذا النوع يتكون بسبب تلوث الهواء الناتج من عوادم السيارات أو الغازات الصادرة من محطات توليد الطاقة والمصانع، وهذه الانبعاثات قد تنتج من محطات التوليد للطاقة أو المصانع.
بالإضافة إلى أن السبب الأكبر في تكونها يكون احتراق البنزين والفحم وخروج غازات أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية الأخرى المتطايرة في الهواء، وعند خروج هذه الغازات مع ارتفاع درجات الحرارة يتكن غاز الأوزون في تلك الطبقة.
الأوزون الستراتوسفيري
يتكون الأوزون الستراتوسفيري في طبقة الستراتوسفير هي الطبقة العلوية في الغلاف الجوي، وتنشأ بشكل طبيعي من خلال تفاعلات كيميائية تواجد بها أشعة الشمس وخاصة الأشعة فوق البنفسجية مع جزيئات من الأكسجين والذي يمثل 21% من الغلاف الجوي.
حيث أن الأشعة فوق البنفسجية تعمل على تحطيم الأكسجين الواحد حتى ينتج ذرتين الأكسجين ومن ثم يتم مع ذرة أخرى من الأكسجين ليتكون O3.
مكونات طبقة الأوزون
تتكون طبقة الأوزون بشكل رئيسي من طبقة كثيفة من غاز الأوزون، وهو عبارة عن غاز أزرق أصله يرجع إلى الأكسجين ولكن في حالة سقوط أشعة الشمس تعمل الأشعة فوق البنفسجية على التغيير من خصائصه ويتحول إلى شكل أخر مختلف.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية لطبقة الأوزون
يتكون غاز الأوزن من خلال تكاثف وتحول الغاز إلى سائل أزرق اللون عند -١١٢ درجة مئوية، ويتجمد هذا السائل عند درجة حرارة −٢٥١.٤ درجة مئوية، ومن الجدير بالذكر أن هذا الغاز يتحلل بسرعة عند درجة حرارة أعلى من 100 درجة مئوية.
ومن الجدير بالذكر أنه يمكن أن يتحلل في درجة حرارة الغرفة في حالة توافر أكسيد النيكل أو الفحم.
الأوزون من المواد التي لها رائحة نفاذة يمكن التعرف عليها حتى بالكميات البسيطة.
على الرغم من أن الأوزون يتشابه مع الأكسجين في العديد من الأشياء إلا أنه يتأثر بشكل كبير من أي تفاعل كيميائي.
الأوزون من الغازات الهامة التي يمكن استخدامها بشكل تجاري لأنه ذات فعالية كبيرة وهذا ما استغله البلاد في تنقية الماء والتخلص من الحشرات
الأسباب التي أدت إلى تآكل طبقة الاوزون
يعتبر تآكل طبقة الأوزون من أخطر المشكلات التي يواجهها كوكب الأرض ومن أهم أسباب الاحتباس الحراري في العالم، ولكن أدى تآكل تلك الطبقة دخلت الأشعة فوق البنفسجية إلى الغلاف الجوي للأرض، مما نتج عنه مشكلات بيئية وصحية كثيرة على جميع الكائنات الحية .
وهناك عدة أسباب أدت بالفعل إلى ثقب طبقة الأوزون، ومن أهم تلك الأسباب
انخفاض درجات الحرارة، وارتفاع نسبة غاز الكلور والبروم بطبقة الستراتوسفير العليا .
انبعاث المركبات الضارة للغلاف الجوي مثل مركب الكلوروفلوروكربون ومركب هيدروكلوروفلوروكربون .
تتراكم مواد الأوزون المستنفدة بالطبقة السفلى بالغلاف الجوي ، وعند وصولها إلى طبقة الستراتوسفير تتعرض للأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى تدميرها وتفاعل ذرات الكلور مع غاز الأوزون ، وبالتالي تآكل تلك الطبقة يؤدي اجراء التجارب النووية إلى تآكل طبقة الأوزون .
يؤدي تحول غاز أول أكسيد الكربون إلى وأكسيد النيتروجين السام وحمض النتريك إلى صعوبة الرؤية، كما يؤدي تركيز تلك الغازات في الطبقة السفلى بالغلاف الجوي إلى حدوث تفاعل لعنصر لأكسجين الذري مع جزيئات أخرى، وبالتالي التعرض بشكل سلبي للأشعة الفوق بنفسجية وتآكل طبقة الأوزون.
التعرض للعوامل الجوفيزيائية التي ترتبط بالأعاصير والنشاط الشمسي مما ينتج عنه تآكل طبقة الأوزون في المنطقة الشمالية من الكرة الأرضية.
تعرض بعض المناطق من الأرض للانفجارات البركانية حيث تعتبر الثورات البركانية من أهم الأسباب التي ينتج عنها تآكل طبقة الأوزون.
مخاطر تأكل الاوزون على الكائنات الحية
مخاطر ثقب الاوزون على الإنسان
يسبب ثقب الأوزون إلى ضعف الجهاز المناعي للإنسان، وبالتالي الاصابة بالعديد من الأمراض مثل الاصابة بسرطان الجلد وبالتجاعيد المبكرة للجلد وسرطان الجلد، والاصابة بإعتام عدسة العين، حيث تؤدي الأشعة فوق البنفسجية إلى تلف عدسة وقرنية العين .
مخاطر ثقب الاوزون على النبات
تسبب زيادة الأشعة فوق البنفسجية في بطء التمثيل الضوئي للنباتات . ومن هذه النباتات والخيار وفول الصويا والشوفان الطماطم والذرة، والبروكلي والشعير والأرز القمح والقرنبيط.
مخاطر ثقب الاوزون على الكائنات البحرية
تؤدي زيادة الأشعة فوق البنفسجية إلى تهديد حياة العوالق وهي الكائنات الدقيقة التي توجد على سطح المحيطات، والتأثير على مراحل النمو يرقات سرطان البحر ويرقات الجمبري والأسماك الصغيرة
كيفية المحافظة على طبقة الأوزون
العمل على ايقاف انبعاث المركبات الضارة مثل الهالونات ومركب الكلوروفلوروكربون إلى الجو حيث تضر هذه المركبات بطبقة الأوزون
التوسع في زراعة الأشجار، مما يؤدي إلى تحويل غاز الكربون إلي اكسجين ثم ارجاعه للغلاف الجوي مرة أخرى .
القضاء على الملوثات والغازات الجوية الضارة مثل البروم والكربون والفلور حيث تؤدي إلى انبعاث الأشعة فوق البنفسجية بالأرض وحدوث ظاهرة الأحتباس الحراري .
تقليل استعمال المواد العطرية التي تدخل في صناعتها مواد تؤذي طبقة الأوزون .
اجراء صيانة مستمرة للمعدات التي توجد بها مركبات عناصر ضارة بطبقة الأوزون .
الحد من استعمال المبيدات الحشرية لأنه يوجد بها مركبات ضارة تؤدي إلى تآكل طبقة الأوزون .
سن القوانين والأحكام الصارمة التي تحد من الاستغلال السلبي للبيئة .
كيفية حماية صحة الإنسان من آثار تآكل الأوزون
يجب حماية أفراد العائلة من صغار وكبار من التعرض للأشعة الفوق بنفسجية وقت الظهيرة .
يمكن استعمال نظارات شمسية طبية لوقاية العين من الاشعة فوق البنفسجية بنسبة تتراوح ما بين 99 إلى 100٪.
يمكن استعمال واقي الشمس عند الخروج مع تجديده كل فترة وعند التعرق والتعرض للماء .
ارتداء ملابس تقي من الشمس، وأن تكون ذات أكمام طويلة وواسعة .
يمكن ارتداء قبعة واسعة لحماية الأذن والرقبة والوجه من اشعة الشمس، وبالتالي يؤدي ذلك إلى الوقاية من سرطانات الجلد والحروق التي تصيبه.
