سوراخ حفره اوزون در قطب

اتم های كلر در لایه استراتوسفر با مولكول های اوزون واكنش می دهند هر اتم كلر به تنهایی می تواند ۱۰۰ هزار مولكول اوزون را از بین ببرد به همین دلیل در گستره جهانی , در سازمان ملل متحد, در معاهده یی به نام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از تولید و فروش گازهای cfc خودداری كنند و همچنین به كشورهای فقیر این امكان را بدهند كه به جای استفاده از گازهای cfc, از گازهای خنك كننده دیگری استفاده كنند

تا سال‌ ۱۹۸۰میلادی‌ از سوراخی‌ لایه‌ اوزون‌ خبری‌ نبود؛ اما در سال‌ ۱۹۸۵ دانشمندان‌ از نازك‌ شدن‌ لایه‌ اوزون‌ در قطب‌ جنوب‌ خبر دادند. در آن‌ زمان‌ با تحقیقات‌ انجام‌ شده‌ علت‌ نابودی‌ مولكول‌های‌ اوزون‌ را ،گازهای‌ cfc (كلر و فلوئور و كربن‌) می‌دانستند. گازهای‌ cfc به‌ عنوان‌ گازهای‌ خنك‌ كننده‌ در یخچال‌ها، كولرها و همچنین‌ در مواد پلاستیكی‌ مورد استفاده‌ قرار می‌گیرند. در cfcها اتم‌های‌ كلر ناپایدار و واكنش‌ پذیرند و هنگامی‌ كه‌ گازهای‌ cfc به‌ لایه‌ های‌ بالا می‌روند، در لایه‌های‌ بالا بر اثر برخورد با نور خورشید، گازهای‌ كلر آزاد می‌ شوند.

اتم‌های‌ كلر در لایه‌ استراتوسفر با مولكول‌های‌ اوزون‌ واكنش‌ می‌دهند. هر اتم‌ كلر به‌ تنهایی‌ می‌تواند ۱۰۰ هزار مولكول‌ اوزون‌ را از بین‌ ببرد. به‌ همین‌ دلیل‌ در گستره‌ جهانی‌، در سازمان‌ ملل‌ متحد، در معاهده‌یی‌ به‌ نام‌ معاهده‌ مونترال‌ كشورها متعهد شدند كه‌ از تولید و فروش‌ گازهای‌ cfc خودداری‌ كنند و همچنین‌ به‌ كشورهای‌ فقیر این‌ امكان‌ را بدهند كه‌ به‌ جای‌ استفاده‌ از گازهای‌ cfc، از گازهای‌ خنك‌ كننده‌ دیگری‌ استفاده‌ كنند.

ما می‌دانیم‌ كه‌ بیشترین‌ كشورهای‌ صنعتی‌ در نیم‌ كره‌شمالی‌ قرار دارند، پس‌ چرا در قطب‌ جنوب‌ لایه‌ اوزون‌ سوراخ‌ شده‌ است؟! برای‌ پاسخ‌ به‌ این‌ سوال‌، پژوهش‌های‌ زیادی‌ انجام‌ شده‌ است‌ كه‌ بعضی‌ از این‌ پژوهش‌ها تاكنون‌ در دست‌ تحقیق‌ است‌. اخیرا دانشمندان‌ علت‌ ایجاد حفره‌ در لایه‌ اوزون‌ را گرداب‌های‌ سنگین‌ كه‌ در قطب‌ جنوب‌ جریان‌ دارند، می‌دانند. در زمستان‌ در طول‌ شب‌های‌ قطبی‌، نور خورشید در تمام‌ سطح‌ قطب‌ جنوب‌ در دسترس‌ نیست‌.

به‌ همین‌ دلیل‌ در این‌ قطب‌ در لایه‌ استراتوسفر طوفان‌های‌ سنگینی‌ گسترش‌ می‌یابند كه‌ به‌ آنها «گرداب‌ قطبی‌» (polar vortex) می‌گویند. گرداب‌ قطبی‌ می‌تواند ذرات‌ سازنده‌ هوا را تجزیه‌ كند. این‌ گرداب‌ها باعث‌ ایجاد ابرهای‌ سردی‌ می‌شوند كه‌ بر فراز قطب‌ جنوب‌ جریان‌ می‌یابند. كه‌ به‌ این‌ ابرها «ابر استراتوسفر قطبی‌» (polar stratosphere cloud) می‌گویند. اختصار آن‌ psc‌ است‌. psc‌ها بسیار سرد هستند و دمای‌ آنها حدود ۸۰ سیلسیوس‌ است‌. psc‌ از نیتریك‌ اسید تری‌ هیدرات‌(nitric acid trihydrate)تشكیل‌ شده‌ است‌ و با ابرهایی‌ كه‌ ما آنها را در آسمان‌ می‌بینیم‌ كاملا متفاوتند. پس‌ این‌ ابرهای‌ اسیدی‌ می‌توانند لایه‌ اوزون‌ را تخریب‌ كنند. بنایراین‌ با استناد به‌ تحقیقات‌ انجام‌ یافته‌، موارد زیر را می‌ توان‌ از عوامل‌ موثر در تخریب‌ لایه‌ اوزون‌ دانست‌:

۱. محور زمین‌ به‌ گونه‌یی‌ است‌ كه‌ نور خورشید به‌ قطب‌ شمال‌ بیشتر از قطب‌ جنوب‌ می‌تابد به‌ همین‌ دلیل‌ ضخامت‌ لایه‌ اوزون‌ در قطب‌ شمال‌ بیشتر از ضخامت‌ آن‌ در قطب‌ جنوب‌ است‌. (زیرا ما گفتیم‌ كه‌ پیوند میان‌ مولكول‌ اكسیژن‌ و اتم‌ اكسیژن‌ در مولكول‌ اوزون‌ بسیار ضعیف‌ است‌ و ممكن‌ است‌ با كوچكترین‌ برخورد از هم‌ جدا یا با دریافت‌ كوچكترین‌ انرژی‌ )مانند انرژی‌ تابشی‌ خورشید( به‌ حالت‌ اولیه‌ خود برگردند).

۲. از مورد دوم‌ نتیجه‌ می‌گیریم‌ كه‌ هوای‌ قطب‌ جنوب‌ سردتر از هوای‌ قطب‌ شمال‌ است‌، بنابراین‌ هوای‌ گرم‌ هنگامی‌ كه‌ بر اثر جریان‌هایی‌ به‌ قطب‌ جنوب‌ می‌روند، چون‌ سبك‌اند، به‌ سمت‌ بالا می‌روند و موجب‌ نابودی‌ لایه‌های‌ اوزون‌ برفراز قطب‌ جنوب‌ می‌شوند.

۳. در زمستان‌ نور خورشید كاملا در تمام‌ سطح‌ قطب‌ جنوب‌ در دسترس‌ نیست‌ و این‌ امر باعث‌ كاهش‌ دما و تشكیل‌ ابرهای‌ psc‌ می‌شود ۴ ابرهای psc‌ اسیدی‌ هستند و به‌ همین‌ دلیل‌ آنها به‌ لایه‌ اوزون‌ آسیب‌ می‌رسانند.