الأوزون Ozone هو غاز أزرق شاحب يتكون من 3 ذرات متحدة من الأكسجين. يوجد الأوزون طبيعياً في أعالي الغلاف الجوي للأرض، حيث يحمي السطح من الأشعة فوق البنفسجية الضارة – ما لم يتبدد بفعل الظواهر الطبيعية أو البشرية. كما إنه يعتبر من الملوثات التي لها آثار ضارة في البشر والكائنات حية الأخرى إذا ما وُجِد بالقرب من الأرض. الأوزون مادة غير مستقرة نسبياً ويمكن أن تدمرها الجزيئات المحتوية على النتروجين أو الهيدروجين أو الكلور أو البروم، مما يؤدي إلى نزع ذرة الأكسجين الثالثة من الأوزون عن رفيقتيها. بداية من خمسينات القرن العشرين، بدأ العلماء يقيسون تركيزات الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية، مما منحهم الإشارات الأولى إلى وجود مشكلة في طبقة الأوزون.
بحلول ثمانينات القرن العشرين، تمكَّن الباحثون من رسم خريطة لثقب سنوي يُفتح في طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية في فصل الربيع، على الرغم من عدم معرفة أحد لسببه. في العام ،1987 وفرت مشاهدات الطائرات دليلاً قاطعاً على أن ثقب الأوزون كان ناتجاً عن ملوثات من صنع الإنسان تسمى مركبات الكلوروفلوروكربون Chlorofluorocarbons (اختصاراً: المركبات CFCs).
توجد طبقة الأوزون
على ارتفاع 10 إلى 25 ميلاً فوق سطح الأرض
تمكن العلماء من اكتشاف أن استنفاد طبقة الأوزون لم يكن يحدث فوق القطب الجنوبي وحده، ولكن أيضاً في مناطق في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا ومعظم أجزاء إفريقيا وأستراليا وأمريكا الجنوبية. في العام ،1987 وقّعت دول حول العالم على بروتوكول مونتريال Montreal Protocol بخصوص المواد المستنفدة لطبقة الأوزون، وهي وثيقة دولية تلزم البلدان الموقعة بمعالجة ثقب الأوزون. ومنذ ذلك الحين يحاول البشر التخلص تدريجياً من المركبات CFCs وغيرها من الملوثات الصناعية الضارة.
عندما يوجَد الأوزون بالقرب من الأرض، فقد يكون ضاراً. يتكون هذا الأوزون، الذي يُطلق عليه أيضاً الضباب الدخاني، من أكاسيد النتروجين (NOx)- المنبعثة من السيارات ومحطات الطاقة والمراجل الصناعية والمصافي ومصانع الكيماويات- ويتحد مع الجزيئات العضوية الأخرى في الغلاف الجوي. يمكن أن يسبب استنشاق الأوزون ألماً في الصدر وتهيجاً في الحلق وسعالاً وتلفاً في أنسجة الرئة. وهو أشد خطورة على الأطفال والمسنين والمصابين بمشكلات رئوية مثل الربو والنُفاخ Emphysem والتهاب الشعب الهوائية. كما إنه يضر بالنباتات ويؤثر في الغابات والمتنزهات والمناطق البرية. يمكن تقليل مستويات الأوزون السطحية عن طريق تقليل الملوثات المنبعثة من السيارات والمصانع.
في العام 2021، كان الثقب الموجود في طبقة الأوزون بحجم قارة أمريكا الشمالية تقريباً.
الثقب فوق القارة القطبية الجنوبية
طبقة الأوزون أرق بكثير عند القطبين
الأكسجين مقابل الأوزون
الأكسجين الجزيئي (O2) هو الأكسجين المعتاد الذي نتنفسه والموجود في جميع أنحاء الغلاف الجوي. يمكن أن ينقسم بفعل أشعة الشمس إلى ذرتين من الأكسجين، ويمكن أن تتحد إحداهما مع جزيء O2 لتكوين O3 – أي الأوزون.
لهذا الغاز رائحة مميزة وحادة، تشبه الكلور، ويمكن أن تُشم أحياناً بعد عاصفة رعدية، عندما يفصل البرق جزيئات الأكسجين بعضها عن بعض. هذه الخاصية هي التي تمنح الأوزون اسمه، من اللفظة اليونانية ،Ozein والتي تعني ”يشم“.
توجد الغالبية العظمى من الأوزون في طبقة الستراتوسفير. يشكل الأوزون نحو %0.00006 من الغلاف الجوي، وذروة تركيزه على ارتفاع 20 ميلاً فوق السطح، في منطقة تعرف باسم طبقة الأوزون. عند هذا الارتفاع، يمتص الأوزون الأشعة فوق البنفسجية الشديدة المتدفقة من الشمس.
مشكلة متنامية
كيف تحوَّل ثقب الأوزون بمرور الزمن
