منذ ما يقرب من 36 عامًا، اتفق الخبراء على حظر إنتاج فئة ضارة من المواد الكيميائية التي يصنعها الإنسان، والمعروفة باسم مركبات الكربون الكلورية فلورية.
في ذلك الوقت، أظهرت الأبحاث أن مركبات الكربون الكلورية فلورية استنفدت طبقة الأوزون، وهي الطبقة الواقية من غلافنا الجوي التي تحمينا من الأشعة فوق البنفسجية المسببة للسرطان.
ولكن هذا قد لا يكون كافيا، حيث أن ثقب الأوزون كان “ضخما بشكل ملحوظ” على مدى السنوات الأربع الماضية، كما يكشف العلماء في نيوزيلندا الآن.
وقام الخبراء بتحليل التغيرات الشهرية واليومية للأوزون، على ارتفاعات وخطوط عرض مختلفة داخل ثقب الأوزون، من عام 2004 إلى عام 2022.
ووجدوا أن هناك كمية أقل بكثير من الأوزون في مركز ثقب الأوزون مقارنة بما كانت عليه قبل 19 عاما، على الرغم من الحملة على إنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية التي بدأت في الثمانينات.
أفاد باحثون في نيوزيلندا أن ثقب الأوزون كان هائلا بشكل ملحوظ وطويل الأمد على مدى السنوات الأربع الماضية. في الصورة ثقب الأوزون المسجل في 3 أكتوبر 2022
يتقلب حجم ثقب الأوزون بشكل منتظم ولكنه يبلغ ذروته في أكتوبر من كل عام (ربيع نصف الكرة الجنوبي). في الصورة الثقب الذي يظهر خلال هذا الوقت، والمشار إليه باللون الأزرق
اعتبارًا من شهر سبتمبر، بلغت مساحة ثقب الأوزون 10.3 مليون ميل مربع (26 مليون كيلومتر مربع)، حسبما كشف الخبراء مؤخرًا، لكنهم لم يكونوا متأكدين من سبب كبر حجمه.
وزعم تقرير للأمم المتحدة في وقت سابق من هذا العام أن طبقة الأوزون يمكن إصلاحها بحلول عام 2040 بسبب حظر مركبات الكربون الكلورية فلورية، لكن القياسات الأخيرة للثقب ألقت بظلال من الشك على هذه المسألة.
يدعي مؤلفو هذه الدراسة الجديدة أنه كان هناك خسارة بنسبة 26% في قلب ثقب الأوزون في السنوات الـ 19 الماضية، ولكن مرة أخرى، فإنهم غير متأكدين من السبب.
وقارن الخبراء قياسات ثقب الأوزون التي تم إجراؤها منذ عام 2004 خلال شهر أكتوبر.
أكتوبر هو ربيع نصف الكرة الجنوبي، وعادة ما يكون عندما يصل الثقب إلى أقصى حجم له.
وقالت مؤلفة الدراسة هانا كيسينيتش من جامعة أوتاجو: “كان الثقب من بين أكبر الحفر المسجلة خلال السنوات الثلاث الماضية”.
وانتهى تحليلنا ببيانات من عام 2022، ولكن اعتبارًا من اليوم تجاوز ثقب الأوزون لعام 2023 بالفعل حجم السنوات الثلاث السابقة.
وكانت مساحتها أكثر من 26 مليون كيلومتر مربع، أي ما يقرب من ضعف مساحة القارة القطبية الجنوبية.
“ليست الحفرة أكبر من حيث المساحة فحسب، ولكنها أيضًا أعمق خلال معظم فصل الربيع.”
الأوزون (O3) – الذي يسبب ضبابًا دخانيًا يمكن أن يلحق الضرر بالرئتين – هو جزيء يتكون من ثلاث ذرات أكسجين يتواجد بشكل طبيعي بكميات صغيرة.
ومن المعروف بالفعل أن الأوزون على مستوى الأرض يمكن أن يسبب مشاكل صحية للأشخاص الضعفاء الذين يعانون من أمراض الرئة مثل الربو.
يتكون الضباب الدخاني في المقام الأول من الأوزون الموجود على مستوى الأرض مع الغازات الأخرى والتلوث بالجسيمات. الصورة، الضباب الدخاني فوق نيويورك
توجد في طبقة الستراتوسفير طبقة الأوزون، وهي منطقة رقيقة تمتص تقريبًا كل ضوء الشمس فوق البنفسجي الضار
ومع ذلك، في الغلاف الجوي للأرض – في طبقة الستراتوسفير، على ارتفاع يتراوح بين 31 ميلاً و52 ميلاً فوق سطح الأرض – يكون الأوزون مفيدًا لنا بالفعل.
وفي طبقة الستراتوسفير، تشكل طبقة الأوزون، وهي منطقة رقيقة تمتص تقريبًا كل ضوء الشمس فوق البنفسجي الضار.
وبدون طبقة الأوزون، ستكون هناك زيادات حادة في الأشعة فوق البنفسجية الشمسية، ومن شأنها أن تلحق الضرر بالحمض النووي لدينا وتجعل سرطان الجلد أكثر شيوعا.
وبالتالي فإن وجود هذا الثقب في طبقة الأوزون يزيد من كمية الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض، وكلما كان الثقب أكبر، كلما تعرضنا له بشكل أكبر.
ولم يتم اكتشاف ثقب الأوزون لأول مرة إلا في الثمانينيات، على يد عالم الأرصاد الجوية البريطاني جوناثان شانكلين.
وقد نشأ الثقب ــ الذي تصدر عناوين الأخبار العالمية ــ نتيجة لإطلاق مواد كيميائية من صنع الإنسان، وخاصة مركبات الكربون الكلورية فلورية، إلى الغلاف الجوي.
أدى هذا الاكتشاف إلى بروتوكول مونتريال، وهو اتفاق دولي لوقف إنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية، تم التوقيع عليه في ديسمبر 1987، وإصلاح الثغرة.
ولكن حقيقة أن الثقب لا يزال يتسع دون تأثير مركبات الكربون الكلورية فلورية يشكل سبباً للقلق ــ وربما تم التغاضي عنه.
وقالت السيدة كيسينيتش: “إن معظم الاتصالات الرئيسية حول طبقة الأوزون خلال السنوات القليلة الماضية أعطت الجمهور انطباعًا بأن “مشكلة الأوزون” قد تم حلها”.
يعمل الأوزون كدرع، حيث يمتص الأشعة فوق البنفسجية من الشمس. ويعني غيابه وصول المزيد من هذا الإشعاع عالي الطاقة إلى الأرض، حيث يمكن أن يضر الخلايا الحية. يتم استنفاد طبقة الأوزون بسبب التفاعلات الكيميائية، المدفوعة بالطاقة الشمسية، والتي تنطوي على المنتجات الثانوية للمواد الكيميائية التي يصنعها الإنسان والتي تبقى في الغلاف الجوي. في الصورة: مستويات الأوزون تختلف مع الارتفاع
“في حين أن بروتوكول مونتريال قد حسن وضعنا بشكل كبير مع تدمير مركبات الكربون الكلورية فلورية للأوزون، إلا أن الثقب كان من بين أكبر الثقب المسجل على مدى السنوات الثلاث الماضية، وفي عامين من السنوات الخمس السابقة لذلك.”
وتشير النتائج إلى أن “التغيرات في الغلاف الجوي لنصف الكرة الجنوبي” تساهم في استمرار ثقب الأوزون في القطب الجنوبي.
يمكن أن تكون هذه التغييرات مرتبطة بالدوامة القطبية، وهو نمط دوران الغلاف الجوي الذي يقع عالياً فوق القطبين، في طبقة الستراتوسفير.
وقالت السيدة كيسينيتش: “لقد أجرينا اتصالات بين هذا الانخفاض في الأوزون والتغيرات في الهواء الذي يصل إلى الدوامة القطبية فوق القارة القطبية الجنوبية”.
“هذا يكشف أن ثقوب الأوزون الكبيرة الأخيرة قد لا تكون ناجمة عن مركبات الكربون الكلورية فلورية فقط.”
ولأنه يسمح بدخول الأشعة فوق البنفسجية، فإن ثقب الأوزون يمكن أن يكون له تأثير ضار على مناخ القطب الجنوبي – وبالتالي الكوكب بأكمله.
على سبيل المثال، يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تذيب الجليد في القطب الجنوبي وتساهم في ارتفاع مستويات المياه.
وقد نشرت الدراسة في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز.
تقع طبقة الأوزون في طبقة الستراتوسفير على ارتفاع 25 ميلاً فوق سطح الأرض وتعمل كواقي طبيعي من الشمس
الأوزون هو جزيء يتكون من ثلاث ذرات أكسجين ويتواجد بشكل طبيعي بكميات صغيرة.
في طبقة الستراتوسفير، على ارتفاع يتراوح بين سبعة إلى 25 ميلًا تقريبًا فوق سطح الأرض، تعمل طبقة الأوزون بمثابة واقي من الشمس، حيث تحمي الكوكب من الأشعة فوق البنفسجية الضارة المحتملة التي يمكن أن تسبب سرطان الجلد وإعتام عدسة العين، وتثبط جهاز المناعة وتضر أيضًا بالنباتات.
يتم إنتاجه في خطوط العرض الاستوائية ويتم توزيعه في جميع أنحاء العالم.
وبالقرب من الأرض، يمكن أيضًا إنشاء الأوزون عن طريق التفاعلات الكيميائية الضوئية بين الشمس والتلوث الناتج عن انبعاثات المركبات وغيرها من المصادر، مما يشكل الضباب الدخاني الضار.
على الرغم من أن الظروف الجوية الستراتوسفيرية الأكثر دفئًا من المتوسط قد أدت إلى انخفاض استنفاد الأوزون خلال العامين الماضيين، إلا أن مساحة ثقب الأوزون الحالية لا تزال كبيرة مقارنة بالثمانينيات، عندما تم اكتشاف استنفاد طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية لأول مرة.
في طبقة الستراتوسفير، على ارتفاع يتراوح بين سبعة إلى 25 ميلًا تقريبًا فوق سطح الأرض، تعمل طبقة الأوزون بمثابة واقي من الشمس، حيث تحمي الكوكب من الأشعة فوق البنفسجية الضارة المحتملة
وذلك لأن مستويات المواد المستنفدة للأوزون مثل الكلور والبروم تظل مرتفعة بما يكفي لإحداث خسارة كبيرة في الأوزون.
في السبعينيات، تم الاعتراف بأن المواد الكيميائية التي تسمى مركبات الكربون الكلورية فلورية، المستخدمة على سبيل المثال في التبريد والهباء الجوي، كانت تدمر الأوزون في الستراتوسفير.
وفي عام 1987، تم الاتفاق على بروتوكول مونتريال، الذي أدى إلى التخلص التدريجي من مركبات الكربون الكلورية فلورية، ومؤخراً ظهور أولى علامات تعافي طبقة الأوزون في القطب الجنوبي.
وتظهر طبقة الستراتوسفير العليا عند خطوط العرض المنخفضة أيضًا علامات واضحة على التعافي، مما يثبت أن بروتوكول مونتريال يعمل بشكل جيد.
لكن الدراسة الجديدة، التي نشرت في مجلة كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي، وجدت أنه من المحتمل ألا تتعافى عند خطوط العرض بين 60 درجة شمالا و60 درجة جنوبا (لندن عند 51 درجة شمالا).
والسبب غير مؤكد، لكن الباحثين يعتقدون أنه من المحتمل أن يؤدي تغير المناخ إلى تغيير نمط الدورة الجوية – مما يتسبب في نقل المزيد من الأوزون بعيدًا عن المناطق الاستوائية.
ويقولون إن الاحتمال الآخر هو أن المواد قصيرة العمر جدًا (VSLSs)، والتي تحتوي على الكلور والبروم، يمكن أن تدمر الأوزون في طبقة الستراتوسفير السفلى.
تشمل VSLSs المواد الكيميائية المستخدمة كمذيبات، ومزيلات الطلاء، وكعوامل إزالة الشحوم.
حتى أن أحدها يُستخدم في إنتاج بديل صديق للأوزون لمركبات الكربون الكلورية فلورية.