زمین، سپری طبیعی در برابر آفتاب: رمز بقای زندگی بدون نیاز به تجهیزات ماورایی

چند دهه پیش کلروفلروکربن (CFC) به شکل گسترده در تولید محصولات گوناگون از دئودورانت و اسپری مو تا سیستم‌های تهویه هوا مورد استفاده قرار می‌گرفت. از قرار کلروفلروکربن ماده‌ای سودمند می‌نمود تا اینکه اف شروود رولند و ماریو مولینا در پژوهشی تکان‌دهنده نشان دادند که این ماده‌ به ظاهر بی‌خطر لایه اوزون را تخریب می‌کند.

پژوهش مشترک مولینا و رولند بحث داغی را در مجامع علمی راه انداخت که در نهایت به سازمان ملل هم کشیده شد. اکنون بیش از ۱۹۱ کشور جهان پروتکل مونترال را امضا کرده‌اند که بر اساس آن استفاده از کلروفلروکربن محدود شده است. ولی داستان به اینجا ختم نمی‌شود چرا که جایگزین‌های کلروفلروکربن، گازهای گلخانه‌ای هستند که خودشان خطری بزرگ برای سلامت کره زمین و متهم ردیف اول گرمایش جهانی هستند.

پروتکل مونترال توافقی برای پایان دادن به استفاده از سی‌اف‌سی و دیگر عناصر نابودکننده اوزون بود.در پی آن سی‌اف‌سی به شکل گسترده با هیدروفلروکربن جایگزین شد که گرچه لایه اوزون را تخریب نمی‌کند اما یکی از گازهای گلخانه‌ای قوی است. برای این مشکل نیز سال ۲۰۱۶ متمم کیگالی به پروتکل مونترال افزوده شد تا استفاده از هیدروفلروکربن متوقف شود.

اوزون

لایه اوزون یکی از لایه‌های استراتوسفر است. استراتوسفر دومین لایه از اتمسفر زمین است. استراتوسفر توده‌ای از گازهای محافظ چسبیده به سیاره زمین است. استراتوسفر لایه‌ لایه‌ است و هر چه در این لایه‌ها بالاتر می‌رویم گرم‌تر می‌شود. گرم بودن لایه‌های بالای استراتوسفر به دلیل وجود لایه اوزون است که اشعه فرابنفش خورشید را جذب می‌کند.

اوزون گازی کم‌مقدار در اتمسفر زمین است. به عبارتی در هر ۱۰ میلیون مولکول هوا فقط سه مولکول اوزون وجود دارد. همین گاز کم مقدار وظیفه‌ای مهم به عهده دارد و همانند اسفنج بخشی از تابش اشعه خورشید را به خود جذب می‌کند. تابش خورشید برای زندگی در زمین حیاتی است اما تابش بیش از حد مرگبار خواهد بود و نقش لایه‌ اوزون برقرار کردن این تعادل شکننده است. می‌توان لایه اوزون را ضدآفتابی طبیعی یا سپر محافظ حیات مقابل خورشید نامید.

اوزون اشعه فرابنفش را به خوبی جذب می‌کند. اشعه فرابنفش از لایه محافظ موجودات زنده (برای مثال پوست)، عبور می‌کند و به مولکول‌های دی‌ان‌ای آسیب می‌زند.

سوراخ لایه اوزون

متهم ماده‌ای شیمیایی به نام کلروفلروکربن (CFC) است. مولکول‌ سی‌اف‌سی که حاوی کربن، فلورین و کلرین است همه جا پیدا می‌شد از تولیدات پلاستیکی گرفته تا یخچال. از آنجا که ارزان است، مسموم‌کننده نیست و به راحتی آتش نمی‌گیرد کسب‌وکارها و مصرف‌کنندگان مایل به استفاده از آن بودند. سی‌اف‌سی وقتی در اتمسفر رها شود همانند خوره به جان لایه اوزون می‌افتد و به زبان ساده سوراخش می‌کند.

مولکول‌ اوزون از سه اتم اکسیژن تشکیل شده است که در چرخه‌ای طبیعی ساخته می‌شوند و از بین می‌روند. سی‌اف‌سی در این چرخه طبیعی اخلال ایجاد می‌کند و کار شکل گرفته دوباره مولکول اوزون را دشوار می‌کند. به این ترتیب لایه اوزون که فقط ۰.۰۰۰۰۶ درصد از جو زمین را تشکیل می‌دهد به مرور با حضور سی‌اف‌سی نازک‌تر می‌شود.

سوراخ لایه اوزون نام عامیانه‌ای است که به نواحی آسیب‌دیده لایه اوزون داده‌اند. توصیف دقیق‌تر این آسیب، نازک‌ شدن برخی بخش‌های لایه است. نازک‌ترین بخش‌های لایه اوزون در اطراف قطب‌های زمین به ویژه قطب جنوب است.

در دهه ۱۹۷۰ میلادی کم کم جهان به نازک شدن لایه اوزون و اثرات منفی آن پی‌ برد. در پی آن بسیاری دولت‌ها، صنایع و کسب‌وکارها در جهت محافظت از لایه اوزون برای توقف استفاده از برخی مواد شیمیایی به توافق رسیدند. پس از نزدیک به نیم قرن اکنون به نظر می‌رسد که حال لایه اوزون رو به بهبود است.

زمین بدون لایه اوزون

لایه اوزون بخش عمده‌ای از اشعه مضر فرابنفش را جذب می‌کند. بدون این سپر محافظ تمام اشعه فرابنفش به زمین می‌رسد و به دی‌ان‌ای گیاهان و دیگر موجودات زنده از جمله انسان آسیب می‌زند. در نتیجه میزان سرطان پوست سر به فلک خواهد کشید هر چند ممکن است کار به آنجا نکشد که انسان‌ها شاهد این انفجار در نرخ سرطان باشند.

چند روز پس از ناپدید شدن لایه اوزون بسیاری گیاهان از بین خواهند رفت چرا شدت تابش خورشید فتوسنتز را برای بسیاری گیاهان ناممکن می کند. حتی گیاهانی که توان فتوسنتز را حفظ می‌کنند نیز سرانجام تسلیم و نابود می‌شوند. بدون گیاهان زنجیره غذایی کره زمین از هم می‌پاشد. گیاه‌خواران غذایی برای خوردن نخواهند داشت و نابود می‌شوند و در پی آن گوشت‌خواران و همه‌چیز خواران رو به نابودی می‌روند. به این ترتیب جهان شاهد یک انقراض جمعی خواهد بود.

اوزون ترمیم می‌شود حتی پس از آتش‌فشان تونگا

لایه اوزون در مسیر بهبودی و ترمیم شدن است اما هر از گاهی اتفاقاتی چون فوران آتش‌فشان تونگا این در این روند وقفه ایجاد می‌کند. فوران آتش‌فشان تونگا در سال ۲۰۲۲ یک دوره کوتاه از سرعت گرفتن تخریب لایه اوزون بر فراز قطب جنوب را به همراه داشت. فوران عظیم تونگا سطح بخار آب اتمسفر را افزایش داد که به شکل محدود باعث تخریب لایه اوزون می‌شد.

بر اساس گزارش سازمان ملل لایه اوزون با روند فعلی بر فراز قطب جنوب تا سال ۲۰۶۶ به وضعیت سال ۱۹۸۰ برمی‌گردد. اوزون در قطب شمال سال ۲۰۴۵ و در باقی جهان در سال ۲۰۴۰ به وضعیت سال ۱۹۸۰ می‌رسد.