لایه اوزون

لایه اوزون و اهمیت آن

لایه اوزون یکی از مهم‌ترین بخش‌های اتمسفر زمین است که نقش حیاتی در حفاظت از موجودات زنده دارد. این لایه در بخش استراتوسفر (بین ۱۵ تا ۳۵ کیلومتری سطح زمین) قرار دارد و مقدار زیادی از اشعه فرابنفش (UV) خورشید را جذب می‌کند.

ساختار و ویژگی‌های لایه اوزون

مولکول اوزون (O₃) از سه اتم اکسیژن تشکیل شده است. این مولکول از تجزیه و بازترکیب مولکول‌های اکسیژن (O₂) در اثر اشعه فرابنفش خورشید ایجاد می‌شود:

$O_2 \xrightarrow{\text{UV}} O + O$

$O + O_2 \rightarrow O_3$

این واکنش باعث تشکیل و تخریب پیوسته اوزون در لایه استراتوسفر می‌شود که تعادل طبیعی این گاز را حفظ می‌کند.

نقش لایه اوزون

لایه اوزون از طریق جذب اشعه فرابنفش نوع B و C (UV-B و UV-C) از ورود بیش از حد این پرتوهای مضر به سطح زمین جلوگیری می‌کند. این اشعه‌ها می‌توانند باعث:

1. آسیب به DNA موجودات زنده
2. افزایش بیماری‌هایی مانند سرطان پوست و آب مروارید
3. کاهش رشد گیاهان و اختلال در زنجیره غذایی شوند.

تخریب لایه اوزون

برخی مواد شیمیایی مصنوعی که انسان تولید کرده است، باعث از بین رفتن لایه اوزون می‌شوند. مهم‌ترین آنها کلروفلوئوروکربن‌ها (CFCs) هستند که در یخچال‌ها، اسپری‌ها و برخی صنایع استفاده می‌شدند. این مواد در استراتوسفر تجزیه شده و اتم‌های کلر (Cl) آزاد می‌کنند که باعث تخریب مولکول‌های اوزون می‌شوند:

$Cl + O_3 \rightarrow ClO + O_2$

$ClO + O \rightarrow Cl + O_2$

این واکنش به‌صورت زنجیره‌ای رخ داده و یک اتم کلر می‌تواند هزاران مولکول اوزون را نابود کند.

کاهش تخریب لایه اوزون

در سال ۱۹۸۷، پروتکل مونترال تصویب شد که طبق آن استفاده از CFCها در سطح جهانی کاهش یافت. امروزه گازهای جایگزین مانند هیدروفلوئوروکربن‌ها (HFCs) به‌جای CFCها به کار می‌روند که تأثیر کمتری بر اوزون دارند.

وضعیت کنونی لایه اوزون

با اقدامات جهانی، سوراخ اوزون که بیشترین آسیب را در قطب جنوب داشت، در حال ترمیم است. اگر این روند ادامه یابد، انتظار می‌رود تا اواسط قرن ۲۱ ضخامت این لایه به مقدار طبیعی خود برگردد.

پرسش‌ها:

1- نقش لایه اوزون در حفاظت از زمین چیست؟

2- چرا CFCها باعث تخریب لایه اوزون می‌شوند؟ واکنش‌های شیمیایی مربوط را توضیح دهید.