اكتشاف طبقة الأوزون
- فِيْ عام 1785، كان الفِيْزيائي الهُولندي مارتينوس فان ماروم يُجري وليمة من التجارب وإجراء الاختبارات، بما فِيْ ذلك بدء التشغيل الكهربائي على الماء.
- فِيْ تلك اللحظة رأى رائحة غير مألوفة عزاها إلَّى الاستجابات الكهربائية.
- واصل البحث والتجريب حتى وصل إلَّى النقطة التي بدأ فِيْها بفهم واكتشاف الأوزون وما هُو، وأخيراً توصل إلَّى سر الأوزون.
- طبقة الأوزون هِيْ إحدى الطبقات المناخية للأرض، وتقع بشكل أساسي فِيْ الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفِيْر.
- وطبقة مهمة تحمي الأرض من الكثير من الأشعة الساطعة الخطيرة، لذلك نحصل على قطعة صغيرة منها
- سرعان ما وجد الباحثان فابري وهنري هذا الفصل فِيْ عام 1913.
- أضاف الباحث جوردون دوبسون مزيدًا من المعلومات من خلال ابتكار أداة لقياسها وإنشاء منظمة شاملة فحصت هذه الطبقة المستخدمة اليوم.
- يتم تقدير هذه الطبقة فِيْ وحدة دوبسون للتوصية بجهُود هذه الطبقة، ويقوم الباحث بتوصيل وزن الأوزون فِيْ جميع أنحاء.
مما تتكون طبقة الأوزون
أجزاء من طبقة الأوزون تتكون طبقة الأوزون بشكل أساسي من
- طبقة سميكة من غاز الأوزون، وهُو غاز أزرق، وهُو فِيْ البداية أكسجين، لكن ضوء الشمس يغير خصائصه، حيث لا يوجد ما يحمي أو يمنع، فِيْتحول إلَّى هِيْكل آخر، وهذا يسمى الأوزون.
المكونات الكيميائية لطبقة الأوزون
- الأوزون (O3) هُو أكسجين (متأصل)، مما يعَنّْي أنه يحتوي على قطعة اصطناعية تشبه الأكسجين (O2) ولكن مع بنية جوهرة بديلة.
- يشكل الأكسجين الغازي 21٪ من البيئة، فِيْما يتعلق بالأوزون، فهُو يتكون من الأكسجين فِيْ استجابة معاكسة.
- يتكون الأوزون عَنّْدما تكسر العصابات اللامعة الرَابِطْة التساهمية المزدوجة فِيْ جسيم الأكسجين.
- وهذا يؤدي إلَّى وجود ذرتين من الأوكسجين الديناميكيين، وكل ذرة أكسجين ديناميكية تتحد مع ذرة أكسجين واحدة (O2)، مما يؤدي إلَّى تكوين جسيم الأوزون (O3).
- تشكل طبقة الأوزون “درعًا” صغيرًا فِيْ البيئة العليا حيث توجد أعلى درجة مركزية للأوزون.
- تمتص هذه الطبقة الإشعاع الساطع وتمنع الكثير منه من الوصول إلَّى الأرض، وهُو أمر مهم للكائنات الحية على الأرض.
- يمكن أن تسبب هذه الحزم أمراضًا جلدية.
- فِيْ عام 1973، اكتشف المحلل ماريو مولينا من جامعة كاليفورنيا فِيْ إيرفِيْن أن المواد الاصطناعية كانت تستخدم فِيْ تبريد الثلاجات، بالإضافة إلَّى المواد المستخدمة فِيْ صنع بخاخات الضباب والرغاوي البلاستيكية.
- يمكن أن يستنفد طبقة الأوزون فِيْ المناخات الأعلى.
- يطلق عليها مركبات الكلوروفلوروكربون ويتم تمثيلها بالحرفِيْن CFC، وتعرف اقتصاديًا باسم “الفريون”.
- تم تأكيد تحذيرات مولينا فِيْ عام 1985 عَنّْدما لاحظت مجموعة من الباحثين البريطانيين انخفاضًا حادًا فِيْ تركيز الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية.
- هذا الانخفاض فِيْ سمك الأوزون لا يستجيب لانفتاح حقيقي فِيْ طبقته، بل يستجيب لخلل فِيْ طبقة الأوزون فوق هذه المنطقة البيئية الهشة.
- فِيْ العامين التاليين، بعد محاولتين فِيْ القارة القطبية الجنوبية، كان لدى سوزان سولومون، أستاذة علوم الهُواء فِيْ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، خيار تجميع أدلة كافِيْة لمعرفة المسؤول عَنّْ هذا الضرر الذي لحق بطبقة الأوزون مركبات الكربون الكلورية فلورية.
العَنّْاصر التي قد تعجبك
تحقق من دوران الأرض حول الشمس.
معلومات عَنّْ النيزك القمري
حدد الثقوب السوداء متوسطة الكتلة
الخصائص الفِيْزيائية لهِيْكل الأوزون.
- الأوزون هُو غاز شاحب أو أزرق فاتح (أزرق فِيْ حالة السوائل)، قابل للذوبان فِيْ الماء إلَّى حد ما وأكثر قابلية للذوبان فِيْ المذيبات الخاملة غير القطبية.
- مثل رابع كلوريد الكربون أو مركبات الكربون الفلورية، حيث يشكل ترتيبًا أزرق، عَنّْد 161 كلفن (−112 درجة مئوية، −170 درجة فهرنهايت)، فإنه يتصلب ليشكل سائلًا أزرق باهتًا.
- من الخطر ترك هذا السائل يصل إلَّى الحد الأقصى، حيث يمكن أن ينفجر كل من بخار الأوزون المركز والأوزون السائل عَنّْد درجات حرارة أقل من 80 كلفن (−193.2 درجة مئوية، −315.7 درجة فهرنهايت).
- يحيط بغاز الأوزون لون بنفسجي غامق قوي (فِيْ الحالة القوية).
- يمكن لعدد كبير من الأشخاص تمييز 0.01 ميكرولتر / مول من الأوزون فِيْ الهُواء لأن له رائحة قوية جدًا وصريحة إلَّى حد ما مثل الكلور.
- يؤدي فتح 0.1 إلَّى 1 ميكرو مول / مول إلَّى حدوث صداع واستهلاك العيون واضطرابات فِيْ الجهاز التنفسي.
- حتى التقاربات المنخفضة للأوزون فِيْ الهُواء مروعة للغاية للمواد الطبيعية مثل البلاستيك والبلاستيك وأنسجة الرئة.
- للأوزون خاصية مضادة للمغناطيسية، مما يعَنّْي أن إلكتروناته تتجمع معًا بالتأكيد.
- ومن المثير للاهتمام أن غاز O2 مغنطيسي حديدي، مما يعَنّْي أنه يحتوي على إلكترونين غير متزاوجين.
مكان الأوزون
- يتم تتبع الأوزون بشكل طبيعي فِيْ الستراتوسفِيْر، ويرجع وجوده إلَّى تطور التعاون بين الأكسجين دون الذري والنووي.
- الأوزون النشط يبقى لفترة قصيرة وبعد ذلك، فِيْ تلك المرحلة، يتحلل فِيْ ضوء النهار إلَّى جزيء أكسجين.
- ثم تتشكل وفِيْ النهاية نحصل على هِيْكل يبقى عادة فِيْ طبقة الأوزون فِيْ الستراتوسفِيْر.
- وهايا سريعة فِيْ تشكيلها ومتسارعة أيضا فِيْ تفككها.
توزيع طبقة الأوزون
- تغطي طبقة الأوزون الكرة الأرضية بأكَمْلها، لكنها ليست بنفس السماكة فِيْ غلاف الأرض هذا.
- الأقل حظًا منهم، لذا فإن أشعة الشمس الساطعة تكون أكثر بروزًا هناك فِيْ المنطقة الأقل سمكًا.
- يتغير هذا التخصيص فِيْ أوقات السنة، حيث يقل فِيْ الخريف، ثم يزداد تدريجياً حتى يصل إلَّى أقصى سمك له فِيْ الربيع.
- يتأرجح توزيعه بين القطبين، حيث أنه الأكثر سمكًا فِيْ القطب الشمالي، وتتغير هذه المعدلات مع اختلاف المواسم، وبالتالي تزداد بشكل رئيسي فِيْ القطب الشمالي عَنّْها فِيْ الجنوب خلال الفترة بين مارس وأبريل، بينما انخفض هذا التمييز بشكل واضح.
- يزداد سمك الأوزون فِيْ القطب الجنوبي خلال الفترة بين سبتمبر وأكتوبر.
دورة بروير- دوبسون
- بالنظر إلَّى المبرر لتطور طبقة الأوزون، وهِيْ أشعة ساطعة، يجب أن تكون أكثر سمكًا عَنّْد خط الاستواء، لأن الشمس متعامدة معها، وأقل من ذلك عَنّْد القطبين، بالإضافة إلَّى التوسع فِيْ منتصف العام و يتقلص فِيْ الشتاء.
- هناك بعض العوامل المعقدة التي تدخل فِيْ كَيْفَِيْة دوران الأوزون، وأهمها تطور الرياح فِيْ الستراتوسفِيْر، والمعروفة بدورة بروير- دوبسون.
- هذه الدورة مؤطرة بالاختلاف فِيْ مستوى طبقة الأوزون من منطقة على الأرض إلَّى أخرى، لأنها الأبعد عَنّْ خط الاستواء.
- بعد ذلك تبدأ فِيْ الانكَمْاش خطوة بخطوة مع فصلها شمالاً أو جنوباً، ويتضح أن هذه الدورة تتأثر بخصوصية انفتاح الأوزون.