الأوزون غاز ذو لون أزرق شاحب يتألف من 3 ذرات أكسجين مرتبطة مع بعضها، يتشكل طبيعيًا في طبقات الأرض العليا حاميًا سطح الأرض من الإشعاعات فوق البنفسجية الضارة ما لم تؤذه ظواهر طبيعية أو بشرية. يعد أيضًا ملوثًا ذا تأثير سلبي معاكس تجاه الإنسان والمخلوقات الأخرى عندما يكون أقرب إلى الأرض.
صورة عبر القمر الاصطناعي بنظام لون False Color التُقطت في التاسع عشر من تشرين الأول عام 2020 تبين كمية غاز الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية. يعبر اللون البنفسجي واللون الأزرق عن المناطق ذات الكمية الأقل من غاز الأوزون، بينما يعبر اللون الأصفر والأحمر عن المناطق الأغنى بغاز الأوزون.
الأكسجين والأوزون
يُقسم الأكسجين الجزيئي O2 الغاز الذي نتنفسه والموجود في الغلاف الجوي بواسطة الإشعاعات الشمسية إلى ذرتي أكسجين أحادية O، يمكن لإحداها الاتحاد مع ذرة أكسجين جزيئي O2 مُكونة غاز الأوزون O3، وفقًا لوكالة ناسا.
لغاز الأوزون رائحة مميزة وحادة تشبه رائحة الكلور تُشم عادةً بعد العواصف الرعدية عندما يفصل الرعد ذرات الأكسجين عن بعضها.
أعطي الأكسجين اسمه بسبب رائحته من الكلمة اليونانية ozein التي تعني «الشم»، وذلك وفقًا لمقال نشره مركز غودارد للرحلات الفضائية التابع لوكالة ناسا.
تقع الغالبية العظمى من غاز الأوزون في طبقة الستراتوسفير، إحدى طبقات الغلاف الجوي التي تمتد على بعد 6 إلى 31 ميلًا عن سطح الأرض (10 إلى 50 كيلومترًا).
يشكل الأوزون نحو 0.00006 بالمئة من الغلاف الجوي، وتوجد تراكيزه العظمى على بعد 20 ميلًا عن سطح الأرض (32 كيلومترًا) في منطقة تُعرف باسم طبقة الأوزون، وفقًا لناسا.
عند ذلك الارتفاع، تمتص طبقة الأوزون الإشعاعات فوق البنفسجية المتدفقة من الشمس؛ لذلك لا توجد أي حياة على الأرض دون هذه الطبقة.
طبقة الأوزون الحساسة الخاصة بكوكب الأرض
الأوزون مادة غير مستقرة نسبيًا، تُدمر بواسطة الجزيئات الحاوية على النيتروجين أو الهيدروجين أو الكلور أو البروم التي تفصل ذرة الأكسجين الثالثة للأوزون عن الذرتين الأخريين.
منذ خمسينيات القرن الماضي، بدأ العلماء في قياس تراكيز الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية، وأعطتهم التراكيز دلائل على وجود مشكلة في طبقة الأوزون.
بحلول الثمانينيات، تمكن الباحثون من رسم خريطة لثقب سنوي يُفتح في طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية في الربيع، ولم يتمكنوا من معرفة سببه.
وفي عام 1987، أظهر رصد الطائرات أدلة قاطعة على أن ثقب الأوزون ناتج عن ملوثات بشرية تسمى مركبات الكلوروفلوروكربون-CFCs، وفقًا لناسا.
وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية-EPA، فإن الكلور والبروم الموجودان في مركبات CFCs ومركبات أُخرى شديدا التدمير للأوزون، فيمكن لذرة كلور واحدة تمزيق أكثر من 100 ألف جزيء أوزون قبل مغادرة طبقة الستراتوسفير.
يتكون الغلاف الجوي للأرض من طبقات ذات كثافات مختلفة وتحتوي على غازات مختلفة، توجد طبقة الأوزون في الستراتوسفير، الطبقة التي تعلو معظم السحب.
تنتج مركبات الكلوروفلوروكربون من العمليات الصناعية مثل التبريد، وتستخدم في إخماد الحرائق وفي العزل الرغوي وغير ذلك من التطبيقات.
اكتشف العلماء أن استنفاد طبقة الأوزون لم يحدث فقط فوق القطب الجنوبي، بل أيضًا في مناطق في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا ومعظم إفريقيا وأستراليا وأمريكا الجنوبية.
في عام 1987، وقعت دول من مختلف أنحاء العالم على بروتوكول مونتريال حول المواد المستنفدة لطبقة الأوزون، وهي وثيقة دولية تلزم الموقعين عليها بالإجراءات اللازمة لحل مشكلة ثقب الأوزون، ولذلك وفقًا لوكالة حماية البيئة EPA.
يسعى العالم للتخلص التدريجي من مركبات الكلوروفلوروكربون وغيرها من الملوثات الصناعية الضارة منذ ذلك الوقت.
أدت هذه الجهود إلى نتائج إيجابية، فقد بينت دراسة جديدة أن كمية الأوزون المدمر بواسطة الكلور بين عامي 2005-2016 انخفضت بنسبة 20 بالمئة.
في عام 2019، تقلص ثقب الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية إلى أصغر حجم مسجل له منذ اكتشافه.
ومع ذلك، لا تزال هناك تقلبات موسمية في الثقب وكذلك تقلبات مماثلة في نظيره فوق القطب الشمالي.
لكن في عام 2020، وصل ثقب الأوزون فوق القطب الشمالي إلى أكبر حجم مسجل له، الثقب الذي عادة ما ينفتح بصورة متكررة أكثر من نظيره الجنوبي، الأمر الذي يقلق العلماء اليوم.
عاد الثقب إلى حجمه السابق من تلقاء نفسه بعد أسبوعين من ذلك، ولا يعلم الباحثون ما إذا كانت الظاهرة ستصبح نمطًا متكررًا.
قد يكون الأوزون ضارًا عند وجوده بالقرب من الأرض، إذ يُطلق عليه في هذه الحالة أيضًا الضباب الدخاني، يتشكل من أكاسيد النيتروجين المنبعثة من السيارات ومحطات الطاقة والمراجل الصناعية والمصافي والمصانع الكيماوية التي تتحد مع الجزيئات العضوية الأخرى الموجودة في الغلاف الجوي، وفقًا لوكالة حماية البيئة EPA.
يسبب استنشاق الأوزون ألمًا في الصدر وتهيج الحلق والسعال وضرر الأنسجة الرئوية، يشكل الخطر الأكبر على الأطفال وكبار السن وذوي المشكلات الرئوية مثل الربو وانتفاخ الرئة والالتهابات الرئوية، وأيضًا يضر النباتات والغابات والحدائق والبراري.
صورة لوسط مدينة لوس أنجلوس ضمن حجر جزئي بعد ظهر الخامس من تشرين الثاني عام 2019 في باسادينا-كاليفورنيا، عُدّت جودة الهواء في مدينة لوس أنجلوس غير صحية للأشخاص ذوي الحساسية، وذلك من قبل قسم إدارة جودة الهواء في الساحل الجنوبي.
الأوزون مُدرج كملوث شائع ضمن قانون الهواء النظيف في الولايات المتحدة، تُقدم وكالة حماية البيئة أداة قياس جودة الهواء عبر الإنترنت، التي تحذر السكان عند ارتفاع مستويات التلوث في منطقتهم، بما في ذلك مستويات الأوزون.
توصي مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها بالتزام المنزل عندما تكون مستويات الأوزون مرتفعة، والقيام بأنشطة أقل إرهاقًا، ومحاولة مغادرة المنزل في الصباح والمساء عندما تكون تراكيز الأوزون أقل عادة.
حددت وكالة حماية البيئة معايير جودة الهواء الوطنية التي من شأنها تقليل مستوى الأوزون عند سطح الأرض عبر الحد من كمية الملوثات من السيارات والمصانع.
توصي الوكالة أيضًا بالمشي واستخدام الدراجات ووسائل النقل العامة ما أمكن، وتقليل استخدام المكيفات عندما تكون تراكيز الأوزون مرتفعة، ومحاولة خلق طرق لنكون أصدقاء للبيئة أكثر في المنزل.
المصدر: Live Science
إعداد: م. هايل هاشم الفتيح – المركز العربي للاستعداد للكوارث