اتمسفر زمین از مولوکولهای گاز تشکیل شده است که درتعادل بین نیروی جاذبه و حرکت گرمایی مولکولهای هوا, نزدیک به سطح زمین نگه داشته شدهاند.
گازهای اتمسفر عبارتند از 78٪ نیتروژن ، 21٪ اکسیژن و 3٪ ز کربندیاکسید؛ به علاوه اتمسفرحاوی مقادیر اندک و بسیار جزیی از عناصر وترکیبات مختلفی ازجمله متان, اوزون, هیدروژنسولفید, کربن مونوکسید, کلروفلوروکربن ها و انواع ذرات نیز هست . نوع ومیزان گازهای تشکیل دهنده اتمسفر و همچنین درجه حرارت آنها با افزایش ارتفاع از سطح زمین تغییرمی کند و برهمین اساس است که دانشمندان طبقات مختلف اتمسفر رامشخص میکنند.
لایه حیاتی اوزون درطبقه استراتوسفر وجود دارد یعنی طبقه ای که از تروپوپاز (مرز بین تروپوسفربا طبقه بالایی آن) تا 50 کیلومتر بالا گسترده شده وبا افزایش ارتفاع درجه حرارت آن افزایش مییابد. بیشترین غلظت واوزن در ارتفاع16 تا 18 کیلومتری عرض های جغرافیایی قطبی و درحدود 25 کیلومتری بالای خط استوا وجود دارد.
اوزون گازی بیرنگ, با اندکی مزه شیرین, بوی تند و زننده است که در تروپوسفور به عنوان یک آلوده کننده و در استراتوسفر عنوان سپرحیات مطرح است. (تفاوت از زمین تا آسمان است
تنها 10 درصد از کل ازن اتمسفر درتروپوسفور بوده و90 درصد بقیه دراستراتوسفر می باشد و در آنجا به صورت طبیعی به وسیله واکنش اشعه ماورای بنفش با اکسیژن تشکیل می شود. فعالیت های انسانی, غلظت موادی همچون اکسیدهای نیتروژن , اکسیدهای هیدروژن, کلریدها و برومیدها را به میزان زیادی دراتمسفرافزایش داده است که این مواد به وسیله چرخههای شیمیایی, اوزون رابا سرعت بیشتری نسبت به میزان تولید آن ازبین میبرند.
شیمی استراتوسفری بسیار پیچیده بوده و 150 واکنش شیمیایی بین 50 نوع ماده شیمیایی در آن وجود دارد و این بدان معنا است که کل تهدیدات بالقوه لایه ازن استراتوسفری هنوز شناخته نشده اند اما تهدید لایه ازن از طریق چهار منبع اصلی در زیر بررسی میگردد:
.- درارتباط باتوسعه فناوری نوین درجنگ افزارها
.- صنعت هوایی
.- شیوه زندگی وکشاورزی
.- بکارگیری انواع ترکیبات پیچیده شیمیایی
بنابراین عوامل مخرب لایه ازن عبارتند از:
- انتشارات حاصل ازاحتراق در هواپیماهای مافوق صوت پرواز کننده درلایه استراتوسفر
- اکسید نیتروژن منتشرشده ازکودهای شیمیایی ازته
- اکسید های حاصل از آزمایش سلاح های هستهای
-کلروفلوروکربن های مورد استفاده دراسپریها
-سیستمهای سرد کننده و فرآیندهای صنعتی
-هالوژنها وحلالهای صنعتی
بهترین تخمین نشان میدهد که عوامل فوق میتوانند در طی 20 تا 150 سال 5 تا 25 درصد اوزون را تخریب کنند.
در طول دهه 1970 اظهارشد که کاربرد وسیع کودهای ازته کشاورزی و یا گیاهان تثبیت کننده ازت ممکن است بر سیکل ازت اثربگذارد وباعث افزایش اکسید های ازت آزاد شده ازسطح زمین به درون اتمسفر گردند که سپس باعث افزایش آنها دراستراتوسفر می شوند و به واسطه یکسری واکنشهای شیمیایی, اوزون کاهش می یابد.
درصورت تخریب اوزون به این میزان, ما مجبور خواهیم شد که بین کاهش استفاده از کود شیمیایی یا ادامه استفاده از آن باسرطان پوست وامکان اثرات مضر روی محصولات کشاورزی و آب و هوای جهان یکی را انتخاب کنیم.
در بخش کشاورزی نیز اخیرا برای ضد عفونی کردن و کشتن آفات میوه ها وسبزی هابه میزان زیادی از متیل برمید استفاده میشود که این ماده می تواند سبب تخریب 10 درصد ازلایه اوزون باشد. گرم شدن هوا به سرعت باعث ایجادجریانهای انتقالی شدیدی می شود که گازها رابه داخل استراتوسفر حمل میکند. انفجار های هستهای که تولید امواج تکان دهنده میکند و میتواند اکسیدهای ازت را به داخل اتمسفر تزریق کند, همه باعث تخریب اوزون استراتوسفری میگردد.
افزایش غلظت اکسیدهای ازت استراتوسفری در نتیجهی آزمایشهای هسته ای نه تنها اوزون را درابتدای دهه 1960 کاهش داده بلکه این اکسید ها, اشعه ورودی خورشید را به میزان 6 تا 8 درصد در برخی از ماههای سال جذب کرده است. محققان عقیده دارند که انفجارهای هسته ای به میزان 5000 تا 10000 میلیون تن, سبب تخریب اوزون استراتوسفری به میزان قابل توجهی میشود. بطوری که با نمایش جنگ هسته ای به میزان 10000 میلیون تن , تخمین زده میشود که ستون اوزون در نیمکره شمالی بین 30تا70 درصد ودر نیمکره جنوبی بالاتر از 40 درصد کاهش یابد.
چنین کاهش قابل ملاحظه ای چندین سال طول می کشد و بقایای اصلی جنگ هسته ای, اثرات بیولوژیکی اشعه UV-B ماورای بنفش) را به میزان زیادی افزایش میدهد. افزایش این اشعه نه تنها از فعالیت سیستم دفاعی در انسان وسایر پستانداران جلوگیری می کند بلکه باعث افزایش شیوع سرطان پوست می شود و اکوسیستم های خشکی و اقیانوس رانیز تهدید میکند.
آثار زیست محیطی تخریب لایه ازن:
از آنجایی که لایه اوزون دراستراتوسفر, قسمت اعظم تابش های ماورای بنفش را که برای حیات انسان زیانبار است می گیرد, بنابراین دراثر کاهش ضخامت لایه اوزون میزان تابش اشعه UV-B به سطح زمین افزایش می یابد و موجب تاثیرات نامطلوب زیست محیطی میشود. ازجمله به زنجیره های غذایی خشکی واقیانوس صدمه می زند وسلامت انسان رامورد تهدید قرار میدهد.
بیش از 300 نوع گیاه برای تعیین واکنش گیاهان در برابر افزایش UV-B آزمایش گردیده که دربیشتراز نیمی ازآنها تغییراتی نمایان شده است. بطوری که مثلا برگ های تنباکو در برابر این اشعه لبه هایشان به طرف بالا پیچانده می شود که احتمالا این تغییر ناشی از تخریب یک هورمون گیاهی دربالاترین لایه ها توسط اشعه مذکور است. کاهش باردهی که بدلیل افزایش جذب یا افزایش انعکاس انرژی فوری می باشد همچنین افزایش شاخه ها, کوتاهی طول برگ ها وافزایش تعداد برگها, اثرات ناشی از افزایش اشعه UV-B می باشد. گاهی اوقات تغییرات فصلی در درختان یکساله یادوساله نیز دیده می شود به عنوان مثال گل دهی ممکن است تسریع شود یا به تاخیر افتد اما تعداد گل ها و بنابراین میوه ها اغلب کاهش می یابد. بیشتر نگرانی ها مربوط به آسیب وارده برسیستم های فتوسنتزی به وسیله اشعه UV-Bمی باشد که در نتیجه آن پتانسیل تولید اولیه کاهش مییابد و بنابراین تمام شبکه غذایی یک اکوسیستم تهدید میشود و اگر انهدام لایه ازن گستردهتر شود ومحصولات عمده کشاورزی نظیر(گندم, برنج ذرت) را تحت تاثیرقراردهد, اختلال های اجتماعی جدی نیز به بار خواهد آمد.
حتی یک کاهش مختصر در تولید غذا پیامدهای سیاسی واجتماعی بزرگی درسراسر جهان دارد و یک کاهش 10تا15 درصدی درمحصولات کشاورزی فاجعه بار خواهد بود.
پستانداران نیز مانند انسان دچارآسیب چشمی می شوند, برای مثال مقادیر زیاد اشعه UV-Bشدت عفونت های چشمی وتعدادی از سرطان های چشم را درگاو افزایش میدهد.
در بررسی ها نشان داده شده که اشعه مذکور برای حیوانات نه تنها سرطان زاست, بلکه سیستم ایمنی بدن را نیز تغییرمی دهد که نتیجه اش عدم شناخت تومور سرطانی به عنوان یک جسم زاید می باشد. مقادیر بالای اشعه UV-B درقله کوهها نیز می تواند باعث عقیم شدن پرندگان در این مکان هاشود. از دیگر اثرات اشعه نامبرده براکوسیستم خشکی, افزایش آلودگی هوا و افزایش واکنش فتوشیمیایی در تروپوسفر همچون تولید ازن درسطح زمین و ایجاد باران های اسیدی را می توان نام بردکه همگی بر روی سلامت انسان و محصولات کشاورزی و سایر گیاهان تاثیرات زیان باری دارند. همچنین مدتهاست که چنین حدس زده می شود که انهدام لایه اوزون ممکن است به کاهش قابلیت تولید یا بهره وری اولیه (تولید گیاهی) اقیانوس های جهان منجر شود.
ازآنجا که لایه ازن ناحیه جنوبگان درسال های اخیر 50درصد کاهش یافته, بنابراین دراین منطقه مقداربیشتری اشعه UV-B به سطح اقیانوس می تابد که این تولید فتوپلانکتون ها ( آونگ های میکروسکوپی شناورکه شالوده ذنجیره غذایی دریا هستند) راکاهش می دهد و همچنین موجب آسیب رسیدن به DNA و درنتیجه رشد و تولید مثل آنها می شود. درباره اثرات انهدام لایه ازن برسلامت انسان باید گفت که درحال حاضرعقیده براین است که احتمالا انواع بیماری ها درمقایسه با شرایط غیر ازآن به صورت همه گیر ظاهر خواهد شد.
برخی از وضعیتهای پزشکی که باافزایش اشعه UV-B وخیم ترمی شوندعبارت است از:
-سرطان های پوستی
- آسیب های چشمی وتاثیر برسیستم ایمنی بدن
تحقیات نشان داده است که به ازای 5 درصدکاهش ضخامت لایه ازن درآمریکا,56000 بیمار بر تعداد مبتلایان به سرطان پوست ( ازنوع سرطان یاخته های قاعدهای) و 25000 برتعدادمبتلایان به سرطان پوست(نوع سرطان با یاخته های متورق) افزوده شده است. برخی از تخمین ها حکایت از آن دارندکه اگر هیچ اقدامی در زمینه کاهش تخریب لایه ازن صورت نگیرد, میزان مرگ ومیر ناشی از سرطان پوست برای افرادی که در حال حاضر درایالات متحده زندگی می کنند وآنهایی که تاسال 2075 دراین کشور متولد می شوندحدود 3میلیون نفر خواهد بود.
جمعه 29 مهرماه سال 1390 ساعت 10:28 ب.ظ