ما هو ثقب الأوزون؟ وما هي أسباب تكوُّن هذا الثقب؟ وما هي أضراره على كوكب الأرض؟ إن الأوزون هو من أهم العناصر الطبيعية التي تحمي الأرض من الأشعة الفوق بنفسجية المنبعثة من الشمس بسبب قدرته العالية على امتصاصها، وسوف نعرض لكم عبر موقع زيادة ما هو ثٌقب الأوزون.
ما هو ثقب الأوزون؟
في صدد الحديث عن إجابة عن سؤال ما هو ثقب الأوزون، يجب أن نشير إلى أنه ليس ثقبًا كما يتخيله البعض، بل إنه يمثل تراجعًا أو تخلخلًا في طبقة الأوزون التي تقع فوق القارة القطبية الجنوبية انتاركتيكا، فهذا الثقب علميًا يبدأ بالاتساع تزامنًا مع انتهاء فصل الشتاء وبداية ارتفاع درجات الحرارة.
كما أن العلماء قالوا بأن هذا الاتساع يبلغ أقصاه في الفترة التي تتراوح بين منتصف شهر سبتمبر إلى مطلع شهر أكتوبر، فهذا الثقب يتسبب في خلل طبقة الأوزون بسبب مصادر التلوث البشري المتمثل في انبعاث بعض الغازات الضارة بالنظام البيئي من المصانع مثل: عنصر الكلور الذي يتواجد بكثرة في طبقة الستراتوسفير.
حيث إن هذه الطبقة تشتمل على حوالي 90 % من نسبة الأوزون بكوكب الأرض، كما أنه يوجد بعض الغازات التي تتسبب في زيادة عمق ثقب الأوزون بسبب كثرتها في طبقة الستراتوسفير، مثل: عنصري الكلور والبرومين.
كما أنه جغرافيًا يتمثل في النطاق الذي يُقدَّر سمك طبقة الأوزون فيه ما يقل عن 220 دوبسون وهي وحدة قياس الغلاف الجوي، كما أن ثقب الأوزون تقدر مساحته حوالي 27 مليون كيلومترًا مربعًا، بالإضافة إلى أن نسبة الأوزون تختلف من مكان لآخر تبعًا لدرجات الحرارة والخطوط الطولية والعرضية.
اقرأ أيضًا: بحث عن طبقة الأوزون
أسباب تكوُّن ثقب الأوزون
ضمن إطار الإجابة عن سؤال ما هو ثقب الأوزون، يجب أن نسلط الضوء على أسباب تكون هذا الثقب الذي يمثل اتساعه خطرًا كبيرًا على سكان كوكب الأرض، فيوجد أسبابًا طبيعية وأسبابًا بشرية، وسوف نعرض لكم كل منها على النحو التالي:
أولًا: الأسباب الطبيعية لتكون ثقب الأوزون
بصدد الإجابة عن سؤال ما هو ثقب الأوزون يجدر الذكر بأنه يوجد بعض العوامل الطبيعية التي تتسبب في اتساع ثقب الأوزون، والتي تتمثل في:
1- ثورة البركان
تُعد البراكين من الأسباب الطبيعية لاضمحلال طبقة الأوزون وزيادة اتساع ثقب الأوزون، وهذا يتمثل في:
- عندما يثور البركان فإنه يصدر حمض الهيدروكلوريك الذي بدوره يتسبب في تخلخل طبقة الأوزون، وخاصة إذا كانت نسبة تركيز هذا الحمض مرتفعة والتي تُقدر بحوالي 15 إلى 20 جزءًا من المليون تبعًا للحجم.
- فمن أمثلة ذلك أنه عندما ثار بركان الشيكون أخرج ما يعادل 11 طنًا من كلوريد الهيدروجين بالإضافة إلى 6 ملايين طنًا من كبريتيد الهيدروجين الأمر الذي تسبب في تكون غيمة تحتوي على ما يُقارب 40 % من حمض الهيدروكلوريك، كما أدى ذلك أيضًا إلى زيادة نسبته في طبقة الستراتوسفير لتصبح بمقدار 10 % من نصيب كوكب الأرض من حمض الهيدروكلوريك.
- يجدر الذكر بأن هناك علماء يقولون إن زيادة نسبة حمض الهيدروكلوريك تتزامن مع ثورة البراكين الكبيرة، مثل:
- تامبورا.
- كراكاتاو.
- أغونغ.
عوامل تقليل الأثر المباشر لحمض الهيدروكلوريك على طبقة الأوزون
يوجد بعض العوامل التي تساهم في تقليل تأثير حمض الهيدروكلوريك بشكل مباشر على طبقة الأوزون، ومنها:
- ينتج عن النشاط البركاني المنخفض المستوى، مما يجعل هذا الحمض متواجدًا فقط في طبقة التروبوسفير.
- كما أنه أيضًا قد يتراكم في التجويف البركاني الأمر الذي يجعل هناك إمكانية التخلص منه بواسطة العوامل المناخية الطبيعية، مثل: الأمطار والثلوج أمرًا سهلًا.
- أن طبقة الستراتوسفير لديها قدرة كبيرة على طرد حمض الهيدروكلوريك، حيث أثبت العلماء ذلك عن طريق الاستعانة ببعض العينات الجليدية التي تكونت على البركان بعد الثوران العظيم وإخضاع تلك العينات للفحص في المختبرات.
فاكتشف العلماء أن عينات الجليد تحتوي على مقدار مرتفع من حمض الكبريتيك، كما أن تلك العينات كانت تحتوي على نسبة قليلة جدًا من الهيدروكلوريك.
- كما أنه عندما ثار بركان بيناتوبو سنة 1991م قال العلماء إنه لم تزد نسبة الكلور في الستراتوسفير.
- كما توصلوا أيضًا إلى أن إنتاج البراكين من الكلور الذي يبلغ طبقة الستراتوسفير يُقدر بحوالي 3 %، بالإضافة إلى أن كلوريد الميثيل ينتج حوالي 15 % من الكلور.
- كما قال الباحثون إن الغازات المنبعثة من البراكين تؤثر سلبًا على طبقة الأوزون ولكن بشكل غير مباشر، حيث إن ما ينتج عن الانفجارات البركانية لا يضر لطبقة الأوزون بشكل مباشر وإنما تتسبب في إنتاج بعض المواد التي تساهم في حدوث بعض التفاعلات الكيميائية التي تساهم في زيادة الكلور في الستراتوسفير.
- كما أضاف العلماء أن الأثر السلبي لثورة البركان على طبقة الأوزون يستغرق فترة تتراوح بين سنتين إلى ثلاث سنوات فقط، ومن ثم تخرج تلك النواتج البركانية عن الغلاف الجوي لكوكب الأرض.
2- العوامل الطبيعية المناخية
بالحديث عن الأسباب الطبيعية لتآكل طبقة الأوزون يجب أن نذكر أثر العامل الجيوفيزيائي على تخلخل طبقة الأوزون، حيث إن الرياح المتواجدة في طبقة الستراتوسفير تؤثر على الأوزون في الغلاف الجوي، وذلك يتمثل في:
- عندما تصل درجة الحرارة إلى 78 سيليسيوس تحت الصفر فهذا يساهم في تكون خليط من حمضي الكبريتيك والنيتريك في طبقات الجليد الواقعة في نطاق طبقة الستراتوسفير.
هذا بدوره يتسبب في حدوث بعض التفاعلات الكيميائية على السطح الجليدي، والتي تتمثل في تطور مركبات عنصر الكلور، مثل: تطور حمض الهيدروكلوريك ليصبح أعلى نشاطًا.
فضلًا عن إنه بمجرد شروق أول شمس في فصل الربيع يتم إطلاق العديد من الذرات الحرة لعنصر الكلور في طبقة الستراتوسفير، والتي تقوم بدورها بالتفاعل مع عنصر الأوزون، فينتج عن هذا التفاعل ثنائيات DIMER، والتي تساهم في إصدار ذرات عنصر الكلور الضار بالأوزون من خلال أشعة الشمس، يحدث هذا بشكل سنوي ويؤثر بشكل غير مباشر أيضًا على طبقة الأوزون.
3- حرائق الغابات
تعد حرائق الغابات من أهم العوامل الطبيعية المؤثرة على طبقة الأوزون، حيث إنها تتسبب في العديد من التغيرات في المناخ حيث إنه عندما يحدث الاحتراق الطبيعي للغابات يساهم ذلك في زيادة الغازات الضارة في طبقات الغلاف الجوي والتي تتراكم فيها وتؤثر بالسلب على طبقة الأوزون.
كما أن هذه الغابات من أهم عوامل امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الأرض وتمنح كوكب الأرض حوالي 20 % من نصيبها من الأكسجين، وبالتالي فحرائق الغابات تتسبب في اختلال توازن الهواء وزيادة مشكلة التعرض للاحتباس الحراري.
4- بخار الماء
قد تشعر بالاندهاش عند معرفة أن بخار الماء يسبب الضرر لطبقة الأوزون، فالحقيقة أنه يؤثر على طبقة الأوزون بشكل كبير، ويمكن أن ينتج عن العوامل الطبيعية المتمثلة في تبخر بعض النسب من البحار والمحيطات، أو يمكن أن ينتج عن عوامل بشرية، نحو: عمليات أكسدة الميثان، أو عمليات الحصول على الهيدروكربونات.
اقرأ أيضًا: نسبة الاكسجين في الهواء كم؟
ثانيًا: الأسباب البشرية لتآكل طبقة الأوزون
في إطار عرض الإجابة عن سؤال ما هو ثقب الأوزون يجب أن نشير للأسباب البشرية، والتي تُعد العامل الأكبر في زيادة حالة ثقب الأوزون سوءًا بمرور الوقت، حيث يوجد العديد من المركبات التي يتم إنتاجها واستخدامها بواسطة الإنسان تؤثر بشكل بالغ على طبقة الأوزون، ومن تلك المركبات:
1- مركبات الكلوروفلوروكربون
هي أحد المركبات التي تنتج عن الممارسات البشرية، وهي تتمثل في مجموعة من المواد العضوية التي تتمثل في اتحاد كلٍ من: الكلور والفلور والكربون، حيث يتم إنتاج هذه المركبات الضارة بشكل سنوي بما يُقدر بحوالي 1400 مليون طنًا تشمل على 970 ألف كيلوغرامًا من المركبات الضارة بطبقة الأوزون.
كما أن الولايات المتحدة الأمريكية هي أكثر دول العالم استهلاكًا لمركبات الكلورفلوركربون، حيث يُقدر إنتاجها لتلك المركبات بحوالي 350 مليون طنًا بشكل سنوي، كما أنه يوجد نوعان من تلك المركبات عما الأغلى ثمنًا ولكنهما الأكثر فتكًا بطبقة الأوزون.
بالإضافة إلى أن هذه المركبات تتواجد بكثرة في مجال التبريد والمكيفات، كما أنها تُستخدم لدفع الغازات من العبوات البخاخة، ويمكن أن تتواجد في منتجات التنظيف والمذيبات.
2- مركبات الهالونات
استكمالًا للحديث عن سؤال ما هو ثقب الأوزون يجب أن نذكر أحد المركبات الكيميائية التي تتسبب في زيادة اتساع ثقب الأوزون بشكل مستمر ألا وهي مركبات الهالونات، والتي تتمثل في البروموفلوروكربون، والتي يستخدمها الإنسان لإطفاء الحريق.
كما أن العلماء قالوا إن هذه المادة تؤثر على طبقة الأوزون بشكل أكثر ضررًا من مركبات الكلوروفلوركربون، حيث إنها أسرع في التفاعل مع الأوزون الجوي لاحتواء هذه المركبات على عنصر البروم الذي يُعد أقوى من الكلور بخمس أضعاف في تدمير الأوزون.
3- مركبات كلوريد الميثيل
هو إحدى المركبات المستخدمة في سوائل التنظيف أو مذيبات الشحوم، وهذه المركبات أقل خطرًا على طبقة الأوزون إذا ما قورن بالمركبين السابقين.
يكمن ضرره بالأوزون في أنه يتفاعل مع غاز الأوزون متسببًا في تخلخل نسبته، كما أن هذا المركب يظل بطبقات الغلاف الجوي لفترة تُقدر بعام ونصف العام، كما أنه ينتج عن المحيطات واحتراق الكتل الحيوية.
4- مركبات رباعي كلوريد الكربون
متابعة للحديث عن سؤال ما هو ثقب الأوزون نستكمل إشارتنا لأحد الملوثات البشرية التي تتسبب في إلحاق الضرر بطبقة الأوزون في الغلاف الجوي، وهي مركبات رباعي كلوريد الكربون.
حيث يتم استخدام تلك المركبات عادة في صدد تعقيم بواسطة البخار أو التنظيف الحراري الجاف، كما أن قوة تأثيره على طبقة الأوزون تعادل قوة مركبات الكلوروفلوركربون، ويمكن أن يظل بطبقات الغلاف الجوي لمدة 42 سنة.
اقرأ أيضًا: أسباب الاحتباس الحراري
5- مركبات بروميد الميثيل
هو أحد المركبات التي تتواجد بكثرة في المبيدات الحشرية، كما أن هذا المركب من أكبر المركبات تأثيرًا على طبقة الأوزون في الغلاف الجوي حيث يحتوي على أكبر نسبة من عنصر البروم الذي يتواجد بطبقة الستراتوسفير.
كما أن العلماء قالوا إن هذا المركب هو المسئول عن ضرر طبقة الأوزون في الغلاف الجوي حيث يستنفذ ما يتراوح بين 5 إلى 10 % من المخزون العالمي من غاز الأوزون، كما أن هذا المركب يظل عالقًا بطبقات الغلاف الجوي لمدة أكثر من العام ونصف العام.
كما أن هذا المركب ينتج عن المحيطات واحتراق الكتلتان الحيوية والبشرية، كما أنه يمكن استخدامه في مجال القضاء على الحشرات وتعقيم التربة بواسطة البخار.
6- غاز الكلور
هو أحد مخرجات مركبات الكلوروفلوروكربون، حيث تنتج تلك المركبات عنصر الكلور بحوالي ما يُقارب 5 % من الحصة الإجمالية من الكلور في طبقة الستراتوسفير.
كما أنه يتواجد في رذاذ أملاح البحار والمعززات المكوكية وينتج عن البراكين، كما يتم استخدامه في مجال معالجة المياه والمبيضات التي تستخدم في أغراض التنظيف المنزلي.
7- غاز الميثان
نستكمل عرض الإجابة عن سؤال ما هو ثقب الأوزون عن طريق الإشارة لأحد أكثر الغازات التي تسبب الضرر الكبير على الغلاف الجوي وهو غاز الميثان، حيث إن هذا الغاز يتواجد في المستنقعات وينتج عن تحلل الكتلة الحيوية، مثل: الحيوانات والنباتات.
كما أنه قد يتشكل في حقول زراعة الأرز أيضًا، كما أن من إحدى مصادره هو ما يُعرف بالمركب القفصي، أما عن دور الإنسان بصدد زيادة خطورة هذا الغاز على طبقة الأوزون وصعوده لطبقة الستراتوسفير، فيتمثل في حرق الأشجار والغابات وغيرها.
8- أكسيد النيتروز
ينتج هذا المركب عن الأطوار الطبيعية لعنصر النيتروجين، كما أنه من الممكن أن يتشكل عن طريق العواصف الرعدية عن طريق البرق، ويمكن أن يتم استخدامه لحرق الوقود داخل محركات السيارات، كما يستخدمه أطباء الأسنان على أنه مخدر موضعي.
9- مركبات الهيدروكلورفلوروكربون
هي إحدى بدائل مركبات الكلوروفلوروكربون، وعلى الرغم من أنها مشتقة منها وأن عمرها الافتراضي أقصر من مركبات الكلوروفلوروكربون، إلا أنها أسرع في التأثير على طبقة الأوزون من مركبات الكلوروفلوروكربون.
10- ثلاثي ورباعي كلور الميثان
يتم استخدام ثلاثي كلور الميثان كمنتج مذيب، ويساعد على إطلاق الكلور في طبقة الستراتوسفير، أما رباعي كلور الميثان فيمكن استخدامه كمذيب في المجال الطبي، كما يُستخدم في إنتاج الدهانات ومبيدات الآفات.
11- المفاعلات النووية
حيث إن تلك المفاعلات ينتج عنها بعض التفجيرات الجوية الانشطارية، كما أنها المسئولة عن نسبة ضرر طبقة الأوزون بما يتراوح بين 20 % إلى 70 % من إجمالي الضرر.
اقرأ أيضًا: ماذا يحدث عند ارتفاع درجة حرارة الهواء؟
وحدة قياس الأوزون
في إطار عرض ما هو ثقب الأوزون تجدر الإشارة إلى وحدة قياس غاز الأوزون، وتلك الوحدة يُطلق عليها الدوبسون، ويتم استخدامه عن طريق قياس نسبة الأوزون في العمود الهوائي الذي يبدأ من سطح الأرض حتى الفضاء الخارجي، حيث إن سُمك هذا العمود في درجة الحرارة صفر يُقدر بحوالي 0.3 سنتيمترًا و 1013.25 مليبارًا من الضغط الجوي، إذا نسبة الأوزون تُقدر بحوالي 300 دوبسون.
كيف يمكننا قياس الأوزون؟
متابعة لحديثنا عن سؤال ما هو ثقب الأوزون يجب أن نسلط الضوء على أنه يمكننا قياس ثقب الأوزون بواسطة تقنية الاستشعار عن بعد، حيث إنها ساعدت على معرفة تركيب الغلاف الجوي بواسطة التصوير المقطعي العرضي، وهذه التقنية قد تم استخدامها لأول مرة على يد طاقم فضاء كولومبي.
أضرار اتساع ثقب الأوزون
بعدما عرضنا إجابة سؤال ما هو ثقب الأوزون يجب أن نشير لأضرار اتساع ثقب الأوزون، وهي كالآتي:
- التسبب في الضرر للإنسان حيث إن زيادة اتساع ثقب الأوزون سيتسبب في تسرب المزيد من الأشعة الفوق البنفسجية المتسربة من الشمس، مما يتسبب في إصابة الإنسان بالعديد من الأمراض، مثل:
- سرطان الجلد الميلانيني.
- سرطان الخلايا الصبغية.
- إعتام العين.
- ضعف المناعة.
- إلحاق الضرر بالنباتات بسبب تأثير الأشعة الفوق بنفسجية المتسربة من الشمس، حيث يتسبب هذا في خلل عمليات البناء الضوئي والأيض الثانوي، واختلال التوازن التنفسي بين النباتات، فضلًا عن إصابة النباتات بالأمراض، وبالتالي التأثير على الحيوان النباتي، وبالتالي خلل الدورة البيوجيولوجية الكيميائية لنظام الطبيعة.
- إلحاق الضرر بالحيوانات البحرية، حيث إن تسرب الأشعة الفوق بنفسجية للعوالق والنباتات المائية التي تتغذى عليها الأسماك يتسبب في تسمم الأسماك وقلة قدرتها الإنجابية وضعف البيض الناتج عن التزاوج وبالتالي وفاته.
- خلل النظام الغازي الطبيعي للجو، حيث إن الأشعة الفوق بنفسجية أيضًا تتسبب في خلل بعض الغازات الهامة، مثل: أول وثاني أكسيد الكربون وعنصر كبريتيد الكربونيل وغاز الأوزون، فيتسبب في عدم استقرار نسبة تلك الغازات.
- تعرض المواد البوليميرية الطبيعية والصناعية للتلف.
- الاضطرابات المناخية الشديدة.
دراسات حول ثقب الأوزون
نستكمل عرض ما هو ثقب الأوزون عن طريق عرض بعض الدراسات المختصة بحالة ثقب الأوزون، حيث تقول إحدى الدراسات من الأمم المتحدة أن ثقب الأوزون بدأ في الالتئام.
مضيفة بأن ثقب الأوزون يحتاج 10 أعوام حتى يلتئم بشكل كامل، كما أنه يوجد دكتور يُدعى كين جاكس تابع لوكالة ناسا قال في إحدى تصريحاته: “إن البشر بدأوا يتصرفون بطريقة صحيحة لإعادة الغلاف الجوي إلى ما كان عليه قبل بدء الثورة الصناعية“.
اقرأ أيضًا: ما هي طبقة الأوزون
نصائح تساعد على التئام ثقب الأوزون
بعد عرض ما هو ثقب الأوزون نتطرق لعرض بعض النصائح التي يساهم اتباعها في إرجاع طبقة الأوزون لحالتها الطبيعية قدر الإمكان، ومن تلك النصائح الآتي:
- تقليل استخدام المنتجات التي تحتوي على مركبات الكلوروفلوروكربون.
- تقليل استخدام المبيدات الحشرية.
- عدم حرق الغابات.
- استخدام السيارات الصديقة للبيئة مثل: السيارات الكهربائية والتي تعمل بالغاز الطبيعي.
إن ثقب الأوزون من المشاكل التي تشكل خطرًا كبيرًا على صحة الإنسان والحيوان والنظام البيئي لكوكب الأرض بشكل عام.