لایه ازن

ازن گازی است كه از ۳ اتم اكسیژن تشكیل شده است.این گاز در فاصله ۱۵ تا ۴۰ كیلومتری سطح زمین لایه ای فیلتر مانند تشكیل می دهد كه از ورود اشعه خطرناك ماورای بنفش به درون جو زمین جلوگیری می كند.
ضخامت این لایه در صورت فشرده شدن فقط ۲ تا ۳ میلی متر است كه بر فراز استوا ضخیم تر از قطبین زمین است. گازهای مخرب لایه ازن عمدتا از صنایع برودتی و سرد كننده ها، صنایع ابر و اسفنج سازی، بخش دفع آفات كشاورزی، سیستم های تهویه مطبوع، كپسول های اطفای حریق و حلال اسپری های پاك كننده قطعات الكترونیكی متصاعد می شوند و تا ارتفاع ۴۰ كیلومتری صعود می كنند. طول عمر ماندگاری گازهای مخرب لایه ازن از ۵۰ تا ۱۵۰ سال است و تا حذف كامل این گازها كه قبلا وارد جو شده اند حداقل نیم قرن لازم است. ایجاد حفره در لایه ازن باعث خطرات زیست محیطی و انسانی بسیاری می شود
و حیات بدون این لایه روی كره زمین از بین خواهد رفت. برای آشنایی بیشتر با نقش حیاتی لایه ازن و مشكلاتی كه تحت تاثیر فعالیت های بشر برای آن به وجود آمده است. خبرنگار ما با »فریدون رستمی« مدیر دفتر حفاظت از لایه ازن سازمان محیط زیست، گفتگویی انجام داده است كه در پی می آید.
● لایه ازن چیست،چگونه تشكیل شده است چه كاری انجام می دهد؟
ازن یا O۳، گاز آبی كمرنگی است كه هر ملكول آن از ۳ اتم اكسیژن تشكیل شده است. بیشترین مقدار ازن و اتمسفر زمین در منطقه ای به نام استراتوسفر وجود دارد. لایه ازن كه در ارتفاع ۱۵ تا ۲۰ كیلومتری بالای سطح زمین تشكیل شده است، اشعه خطرناك ماورای بنفش (UV) را جذب و از رسیدن آن به سطح زمین جلوگیری می كند به همین دلیل وجود این لایه برای ادامه حیات بر روی كره زمین ضروری است. ازن جو پایین چیست و چگونه به وجود می آید¬ ازن سطحی یا جو پایین در اثر تركیبات حاصل از سوخت های فسیلی، همچون اكسیدهای نیتروژن و هیدروكربورهای نسوخته ای به وجود می آید كه در مجاورت تشعشعات UV خورشید قرار گرفته اند. ازن سطحی در لایه توپوسفر در سطح زمین به وجود می آید كه یكی از عوامل آلوده كننده هواست و سبب ایجاد مه، دود فتوشیمیایی و نهایتا بیماری های تنفسی می شود. گازهای آلوده كننده هوا چه تاثیری بر لایه ازن دارند¬ برخی از این گازها كه شامل CFCها، هالون ها، متیل بروماید و... می باشند، پس از رسیدن به لایه ازن به علت داشتن ملكول های هالوژن باعث تخریب ملكول های ازن و تحلیل رفتن این لایه می شوند. اما سایر مواد آلاینده هوا نظیر اكثر هیدروكربورهای حاصل از سوخت های فسیلی كه از دود اتومبیل و كارخانجات به وجود می آیند پس از رسیدن به لایه ازن در مجاورت اشعه UV به عنوان سرعت دهنده واكنش تخریب ازن عمل می كنند.
● علت ایجاد حفره در این لایه چیست ؟
در اوایل دهه ۱۹۷۰ برای اولین بار محققان دریافتند كه لایه ازن در حال تخریب است. در ابتدا تصور می شد كه عامل اصلی تخریب، اكسیدهای نیتروژن حاصل از پرواز هواپیماهای مافوق صوت در استراتوسفر است تا این كه در سال ۱۹۷۴ اعلام شد بعضی مواد شیمیایی ساخت بشر با نام كلروفلوئوروكربن ها (CFCها) به لایه ازن صدمه وارد می كنند. فرآیند تخریب بدین شكل رخ می دهد كه پرتو خورشید باعث شكسته شدن بسیاری از گازهای حاوی كلروبرم و تولید رادیكال های آن ها در استراتوسفر می شود. رادیكال ها یك رشته واكنش های زنجیره ای تخریب كننده را تشدید می كنند و باعث شكسته شدن گازهای موجود در اتمسفر از جمله ازن می شوند.
۱) دیدگاه اول
چرا لایه ازن در نواحی قطبی که آلاینده ها کمتر است سوراخ شده است ولی در مناطقدیگری که عملیاتهای صنعتی و آلاینده‌ها وجود دارد سوراخ نشده است؟
مهمترین عامل وجود ابرهای استراتوسفری در نواحی قطبی است به دلیل سردتر بودن قطب جنوب این ابرها در آنجا پایدارترند تابش پرتوهای فرا بنفش خورشید در آغاز بهار باعث آزاد شدن رادیکال های کلر در مجاورت بلورهای یخ موجود در این ابرها می گردد .
۲) دیدگاه دوم
چرا با این كه در نیمكره شمالی خشكی ها بیشتر هستند و در نتیجه آلودگی های صنعتی نیز بیشتر وجود دارد ولی در بخش قطب جنوب لایه ازن، حفره ایجاد شده است؟
دانشمندان دلایلی را برای آسیب پذیری بیشتر لایه ازن در قطب جنوب برشمرده اند. یكی از دلایل، حلقه قطبی، است كه فریون های رها شده در اثر فعالیت های صنعتی را جذب می كند، دیگر این كه به دلیل هوای فوق العاده سرد و یخبندان شب در قطب جنوب، ابرهایی با كریستال های كوچك یخ در بالاترین لایه استراتوسفر ایجاد می شود. این كریستال ها نقش كاتالیست یا تسریع كننده واكنش را بازی می كند و سبب می شود تركیبات حاوی مواد مخرب لایه ازن در داخل ابرها شكسته و تبدیل به كلرین فعال شود و زمانی كه خورشید پس از یك شب طولانی می تابد، تابش پرتو و وجود منواكسید كلر باعث تخریب ازن می شود. عامل دیگری كه باعث شدت تخریب لایه ازن در قطب جنوب می شود حركت و چرخش بادهای قطبی بدون وجود هیچ مانعی در سراسر این زمین پهناور و یخ زده می باشد در حالی كه این عامل در قطب شمال به دلیل بالاتر بودن دما و تشكیل كمتر ابرهای یخی، بسیار ضعیف است. كاهش و تخریب ازن در عرض های جغرافیایی متوسط یعنی بالای اروپا، آسیا و آمریكا بسیار سریع تر از حد پیش بینی شده است.
۳) دیدگاه سوم
چرا لایه ی ازن در نواحی قطبی که آلاینده ها کمتر هستند سوراخ نشده است ولی در مناطق دیگری که عملیات های صنعتی و آلاینده ها وجود دارد سوراخ نشده است؟
مهمترین عامل وجود ابرهای استراتوسفری در نواحی قطبی است به دلیل سردتر بودن قطب جنوب این ابرها در آنجا پایدارترند تابش پرتوهای فرا بنفش خورشید در آغاز بهار باعث آزاد شدن رادیکال‌های کلر در مجاورت بلورهای یخ موجود در این ابرها می‌گردد.
لایه ازن به سبب ایجاد یک سپر حفاظتی در برابر اشعه ما وراء بنفش خورشید نقش بسیار حیاتی در حفاظت از زمین دارا ست لیکن این لایه خود در مقابل گازهای گلخانه ای(نظیر سی اف سی ها و هالوژن ها) که در اتمسفر پخش می گردند ، آسیب پذیر است.
همانطور که انتظار می رفت، سوراخ لایه ازن نزدیک قطب جنوب زمین بازگشته است.شکاف امسال کمی بزرگتر از سال گذشته شده ولی با این وجود از اندازه آن در ۱۰ سپتامبر ۲۰۰۰ کاسته شده است و از این رو به نظر میرسد کوششهای جهانی که در جهت کاهش استفاده از این مواد شیمیایی زیان آور انجام می گیرد ،تأ ثیرات مثبتی بر روی غلظت اتمسفر داشته است.
بزرگی شکاف لایه ازن در سال جاری تا حدودی مربوط به سردیِ بیش از حد عادی لایه های فوقانی لایه ازن (استراتوسفِر) میشود.

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان