تاثیر سوراخ لایه اُزون بر اقلیم زمین

همانطور که تغییرات اقلیم دغدغه اصلی زیست محیطی امروز هستند، سوراخ شدن لایه ازون نیز یک بحران زیست محیطی بزرگ در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۹۰ میلادی بود.

لایه ازون لایه محافظی است که بالای جو زمین قرار دارد و بخش بزرگی از تابش اشعه‌های خورشیدی را بازمی‌گرداند. این لایه نقش حیاتی در قابل سکونت بودن این سیاره برای انسان و موجودات دیگر ایفا می‌کند. اما دانشمندان در اواسط دهه ۸۰ یک سوراخ را در آن و بر فراز قطب جنوب کشف کردند.

محققان به دنبال یافتن مجرم افتادند و به مواد شیمیایی موسوم به کلوئوفلوئوروکربن‌ها یا "CFCs" رسیدند که معمولاً به عنوان سرد کننده در یخچال‌ها و در تولید هواپخش‌ها استفاده می‌شود. هنگامی که این مواد شیمیایی در محدوده وسیعی از اتمسفر قرار بگیرند با نور خورشید واکنش می‌دهند و شروع به حل کردن ازون می‌کنند.

هواپخش نامی است که به سوسپانسیون ذرات جامد یا قطره‌های مایع در گاز اطلاق می‌شود. به طور کلی منظور ازهواپخش، ذرات گرد و غبار معلق در هوا است. دود، ریزگرد اقیانوسی، آلودگی هوا و مه-دود امثالی از هواپخشهستند. در گفتگوی عامّه معمولاً منظور از واژه هواپخش، افشانه هواپخش است.

جهان با شناخت و درک این خطر پروتکل مونترال را در سال ۱۹۸۷ امضا کرد که استفاده از CFC را برای همیشه لغو کرد.

اکنون بیش از سه دهه از این اتفاق گذشته و به نظر می‌رسد سوراخ لایه ازون در مسیر بهبودی قرار دارد، اما این روند بهبودی هنوز آهسته است و این سوراخ هنوز هم تا حدودی بر محیط زیست تأثیر می‌گذارد.

در حال حاضر محققان ارزیابی اثرات محیط زیستی سازمان ملل متحد یک بررسی را انجام داده‌اند تا درک درستی از اثرات این سوراخ بر محیط زیست داشته باشند.

بزرگترین تغییر به نظر می‌رسد در نوسان قطب جنوب است. این کمربند بادی در اطراف پایین نیمکره جنوبی می‌چرخد و در طول زمان به طور طبیعی به شمال و جنوب حرکت می‌کند. اما بررسی نشان داد که سوراخ لایه ازونکه مستقیماً بالای قطب جنوب است، نوسانات را نسبت به هزار سال پیش بیشتر به سمت جنوب منتقل کرده است.

جابجایی نوسان قطب جنوب، مناطق آب و هوایی را به سمت جنوب جابجا کرده، الگوهای بارندگی را تغییر داده و دمای آب دریاها و جریان‌های اقیانوسی را تغییر داده است. همین موجب تغییرات آب و هوایی در سراسر نیمکره جنوبی می‌شود و تأثیر آن در استرالیا، نیوزیلند، قطب جنوب، آمریکای جنوبی، آفریقا و اقیانوس منجمد جنوبی احساس می‌شود.

بخش‌های مختلف اقیانوس‌ها در حال گرم‌تر یا سردتر شدن هستند که بر اکوسیستم این مناطق تأثیر می‌گذارد. آب‌های گرم‌تر به بسترهای "کتانجک" در بخش تاسمانیا و صخره‌های مرجانی سواحل برزیل صدمه می‌زنند. اما مناطق سردتر در واقع مزایایی هم دارند، چرا که تعداد بیشتری از ماهی‌ها و غذای دریایی را برای پنگوئن‌ها، فک‌ها و پرندگان فراهم می‌کند.

کتانجک یا اشنه دریایی نوعی جلبک بزرگ است. بر خلاف ظاهر گیاهی‌اش، کتانجک را جز گیاهان طبقه‌بندی نمی‌کنند بلکه آن را در گروه آغازیان(Protista) به‌شمار می‌آورند. کتانجک‌ها از رده قهوه‌ای‌جلبکان و شاخهناجورتاژکان هستند. این گیاه در غرب، معمولاً در خطوط ساحلی اسکاتلند غربی، نروژ و سواحل اقیانوس اطلس در آمریکای شمالی پیدا می‌شود.

"کوین رز" یکی از محققان این مطالعه گفت: آنچه ما می‌بینیم این است که تغییرات لایه اوزون، درجه حرارت و الگوهای بارش در نیمکره جنوبی را تغییر داده است و جابجایی را در جلبک‌های بستر اقیانوس، محل زندگی ماهی‌ها و فیل‌های دریایی و فک‌ها موجب شده است. بنابراین ما شاهد تغییرات بسیاری در شبکه غذایی هستیم.

به هر حال موجودات به خاطر اثرات متفاوت سوراخ لایه ازون متحمل رنج‌های فراوانی شده‌اند. سطح بالای کربن دی‌اکسید در اقیانوس‌ها اتمسفر آنها را اسیدی‌تر می‌کند و پوسته صدف حلزون‌های صدف‌دار را نازک می‌کند و آنها را در مقابل تابش اشعه UV آسیب‌پذیر می‌کند.

همچنین به نظر می‌رسد تغییرات اقلیمی و سوراخ لایه ازون تأثیر متقابل دارند.

"رز" می‌گوید: انتشار گازهای گلخانه‌ای گرمای بیشتر در فضای اتمسفر پایین‌تر به دام می‌اندازد که منجر به خنک شدن اتمسفر بالا می‌شود. از آنجایی که ازون در دمای پایین تخلیه می‌شود، هوای سرد بالای اتمسفر، بهبود بازیابی لایه ازون را آهسته می‌کند.

ازون(Ozone) یکی از آلوتروپ‌های اکسیژن با فرمول O۳ است که گازی با اکسیدکنندگی بسیار بالاست. ازونمعمولاً ناپایدار بوده و در بسیاری از واکنش‌ها مانند کلر عمل می‌کند و با مکانیزم ترکیب شدن با پروتئین و بی‌اثر کردن آنزیم کاهنده که برای تنفس یاخته مهم است، به عنوان میکروب‌کش عمل می‌کند. خاصیت اکسیدکنندگی این گاز باعث می‌شود تا کاربردهای صنعتی زیادی داشته باشد و در غلظت‌های بالاتر از ۱۰۰ جز در میلیارد اثر تخریبی شدیدی بر مخاط و اندام‌های تنفسی جانوران و بافت‌های گیاهان بگذارد. در نتیجه گاز ازون در فضای نزدیک به زمین از مهم‌ترین آلاینده‌های هوا محسوب می‌شود اما ازون موجود در لایه ازون برای جانوران و گیاهان سودمند است چرا که از ورود نور ماورا بنفش و پرتوهای پر انرژی به زمین جلوگیری می‌کند. ازون یک عنصر ۳مولکولی است، یعنی کوچک‌ترین ذره آن مولکول‌های ۳ اتمی است.

مطالعاتی مانند این برای پر کردن بعضی از شکاف‌هایی که مدل‌های آب و هوایی ممکن است آنها را در نظر نگیرند بسیار مهم هستند و به ما ایده‌ای واضح‌تر از آینده‌ای که می‌خواهیم به آن برسیم، می‌دهد.

این مطالعه در مجله Nature Sustainability منتشر شده است.