ملخص لمادة الاحياء

تدمير طبقة الأوزون

احتل الأوزون، الذي يتألف من ثلاث ذرات من الأكسيجين ، والذي يشكل الطبقة الواقية للحياة على الأرض، السنوات القليلة الماضية مركزالإهتمامات العلمية والاجتماعية، لان هذا الدرع الواقي لم يعد سلبيا تماما كما كان منذ ملايين السنين.

تعريف طبقة الأوزون :
يوجد الأوزون في الغلاف الجوي بتراكيز مرتفعة ابتداء من ارتفاع 10 إلى 50 كلم فوق سطح الأرض، ويكون أعلى تركيز له في ما يسمى بطبقة الأوزون على ارتفاع 22 – 25 كلم فوق سطح الأرض وان كان وجوده ممتدا عبر الطبقات كلها تقريبا. ولا ينبغي أن نتخيل طبقة الأوزون على أنـها طبقة متصلة متواصلة مكونة من الأوزون وذات حدود واضحة في طرفيها العلوي والسفلي، ذلك لان طبقة الأوزون تميز المنطقة التي تكون فيها نسبة الأوزون عظمى، هذا ولا تتعدى نسبة الأوزون في هذه الطبقة قرابة 12 ميكروغراما من الأوزون في الغرام الواحد من الهواء. ويتناقص تركيز الأوزون مع تغير الارتفاع نحو الأعلى أو نحو الأسفل ببطء وبشكل تدريجي. ولو عزلنا كامل الأوزون الموجود في الغلاف الجوي وحصرناه وحده في طبقة واحدة تحيط بالأرض لكان سمك هذه الطبقة، في الشرطين النظاميين، (الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر ودرجة حرارة صفر مئوية)2- 6 مم، وان لطبقة الأوزون هذه، رغم ضآلتها، أهمية بالغة من أجل الحياة على سطح الأرض، ذلك أنها تمتص الأشعة فوق البنفسجية التي تقع أطول موجاتها دون الـ 290 نانوميترا والتي لو وصلت إلى سطح الأرض لأدت إلى أضرار كبيرة للكائنات الحية كافة.

أسباب تدمير طبقة الأوزون
لم تتضح، حتى الآن، بصورة قاطعة العلميات الفيزيائية والكيميائية المسببة لنشوء ثقب الأوزون، إلا انه تعزز بين العلماء الرأي القائل بان التلوث الصناعي للجو الناجم عن أكاسيد الأزوت والمركبات المعروفة باسم كلوروفلوروكربون تلعب دورا أساسيا في ذلك تتفاعل أكاسيد النتروجين التي تنطلق مع عوادم الطائرات فوق الصوتية، التي تطير على ارتفاعات تفوق الـ10 كم فوق سطح الأرض مع الأوزون وتحوله إلى أكسجين على النحو التالي :
NO + O3 —-> NO2 + O2
NO2 + O —-> NO + O2

وهكذا في نجد ا، وجود أكاسيد الأزوت ولو بكميات قليلة تحول الأوزون إلى أكسجين دون أن تستنفد، أي أن أول أكسيد الأزوت يلعب دور الوسيط في تحويل الأوزون إلى أكسجين.
ويحدث تأثير مركبات الكلوروفلوروكربون بان تصعد جزيئاتها إلى طبقة الستراتوسفير ذلك أن هذه المركبات على قدر كبير من الاستقرار لذلك تبقى في الهواء مدة طويلة، وقد وجدت هذه المركبات على ارتفاع نحو 18 كلم فوق سطح الأرض عند خط الإستواء وعلى ارتفاع نحو 7 كلم فوق المناطق القطبية. تنحل جزيئات الكلوروفلوروكربون تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية وينشا من ذلك ذرات حرة من الكلور النشط التي تتحد مع الأوزون معطية أكسيد الكلور الأحادي ClO ومعيدة الأوزون عندئذ إلى الأكسجين العادي. ويتفكك أكسيد الكلور الأحادي بسهولة وبفعل ذرات الأكسجين الحرة الموجودة في الجو، فتعود ذرة الكلور لتظهر من جديد جاهزة للتفاعل، وعلى هذا النحو يمكن لذرة كلور واحدة أن تحطم ما يقرب عن 100 ألف جزيء من الأوزون. وتتم هذه التفاعلات حسب المعادلات التالية :
CF2Cl2 + UV —-> CF2Cl + Cl
CFCl3 + UV —-> CFCl2 + Cl

يتحد الكلور النشط مع الأوزون ويحوله إلى أكسجين
Cl + O3 —-> ClO + O2

يتفكك أكسيد الكلور الأحادي بفعل ذرات الأكسجين الحرة الموجودة في الجو
ClO + O —-> Cl + O2

وبذلك تعود ذرة الكلور من جديد جاهزة للتفاعل.

أخطار استنزاف طبقة الأوزون
أن الأخطار الهائلة التي ستنجم عن تدمير طبقة الأوزون أو أضعافها بقدر محسوس،تنتج عن تأثير الأشعة فوق البنفسجية التي تنجو من الامتصاص في طبقة الأوزون وتبلغ سطح الأرض، وهو الأمر الذي سيكون له نتائج ضارة للكائنات الحية كافة.
لقد أظهرت الدراسات أن تضاؤل سمك طبقة الأوزون سيسبب مشكلات اخطر بكثير من مجرد ارتفاع نشوء السرطانات الجلدية. فالنتائج الأولية للبحث في تأثيرات تناقص الأوزون تشير إلى أن إنتاج الغذاء سينخفض على اليابسة وفي البحار على حد السواء وستزداد الأمراض المعدية، إضافة إلى ظهور احتمال لتسارع ظاهرة الدفيئة، وذلك لان الكمية الإضافية من الأشعة فوق البنفسجية الواصلة السطح البحر ستقلل من تجمعات الطافيات النباتية المثبتة لثاني أكسيد الكربون.
ستتأثر الطافيات النباتية، التي تقوم بتثبيت ما يزيد على نصف ثاني أكسيد الكربون المنتج على نطاق الكرة الأرضية سنويا، بازدياد نسبة الإشعاعات فوق البنفسجية،وذلك لأنها لا تتمتع بطبقات سطحية التي تتمتع بها الأنواع النباتية والحيوانية الأكثر رقيا.وسيؤدي تناقص تجمعات الطافيات النباتية إلى اضطراب سلاسل الغذاء البحري مما سيلحق الأذى بصغار الأسماك والسرطانات البحرية والربيان وغيرها، كما أن مقدار 10 % من كمية ثاني أكسيد الكربون الذي تمتصه المحيطات سيترك في الغلاف الجوي مما يؤدي إلى تسارع ظاهرة ارتفاع درجة حرارة الأرض، كما يعتقد أن الأشعة فوق البنفسجية التي ستصل إلى سطح الأرض ستؤدي إلى رفع مستويات البحار بقدر يفوق كل التوقعات.
أما على اليابسة فستتوقف أنواع كثيرة عن النمو، كما سيهبط الإنتاج الزراعي ويحذر من إمكان حدوث نقص شديد في الأزوت اللازم للنباتات كحقول الأرز، إذ توجد بكتيريا هي البكتيريا السيانية تعمل على تثبيت الأزوت في حقول الأرز في المناطق المدارية، وهذه البكتيريا في غاية الحساسية حتى للسويات العادية من الأشعة فوق البنفسجية، ويقدر التمثيل السنوي للنيتروجين بواسطة هذه الكائنات وحدها بما يقارب 35 مليون طن، وهذه الكمية تفوق الإنتاج السنوي من الأسمدة النيتروجين الصناعية.
وفيما يتعلق بالإنسان فيبدو أن هناك احتمالا لازدياد عدد الإصابات بالأمراض المعدية كالحصبة والسل والجرب وغيرها، ذلك أن أجهزة المناعة العادية ستكون اقل فعالية عندما تتعرض لكميات متزايدة من الأشعة فوق البنفسجية. ومن المتوقع أن تسبب الزيادات في الأشعة فوق البنفسجية ارتفاعا مهما في تطور إعتام عدسة العين ذلك أن العين، عكس الجلد، لا تمتلك أية مقاومة لأشعة فوق البنفسجية.
وعلاوة على ذلك فهناك مجموعة من المواد ستتعرض للتلف بسرعة اكبر بفعل الأشعة فوق البنفسجية المتزايدة، ومنها البلاستيك والمطاط والخشب والمنسوجات والدهانات وغيرها.