شهدت طبقة الأوزون، التي تقع في الجزء العلوي من الغلاف الجوي للأرض، تغيرات كبيرة خلال العقود الماضية، ولقد كان ذلك مصدر قلق للكثيرين.
ومن بين هذه التغيرات، كان اكتشاف ثقب في طبقة الأوزون فوق القطب الجنوبي في الثمانينات. وتبين أن سبب ذلك الثقب هو استخدام المواد الكيميائية المعروفة باسم الكلوروفلوروكربونات (CFCs)، التي كانت تستخدم بشكل واسع في صناعات مثل التبريد والتكييف ورش المبيدات.
الآثار البيئية لثقب طبقة الأوزون: أين نحن الآن؟
ومع ذلك، وبفضل الإجراءات التي اتخذتها المجتمع الدولي للتحكم في استخدام هذه المواد، فإن حفرة الأوزون فوق القطب الجنوبي تقلصت بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة.
ومن المتوقع أن يستمر هذا التحسن على المدى الطويل، على الرغم من أن هناك بعض التحديات التي يتعين التغلب عليها للحفاظ على صحة طبقة الأوزون والحد من تأثيرات التغير المناخي على كوكبنا.
تجعل الشمس الحياة على الأرض ممكنة، لكن التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية يضر بالحمض النووي للنبات والحيوان. لحسن الحظ، يُمتص حوالي 98٪ من هذا الإشعاع بواسطة جزيئات الأوزون المنتشرة في طبقة الستراتوسفير، والتي تتفكك باستمرار وتتشكل في هذه العملية، مما يحافظ على توازن دقيق.
ولكن في أوائل السبعينيات، أثبت عالمان كيميائيان - ماريو مولينا وشيروود رولاند - أن المواد الكيميائية المستخدمة بشكل واسع وهي مركبات الكربون الكلورية فلورية أو CFCs يمكن أن تخل بهذا التوازن.
كيف يؤثر ثقب طبقة الأوزون على البيئة والصحة العامة؟
تم تطوير مركبات الكربون الكلورية فلورية في عشرينيات القرن الماضي من قبل ثلاث شركات مقرها الولايات المتحدة كمبردات للثلاجات.
على عكس البدائل الحالية - مثل الأمونيا أو كلوريد الميثيل - كانت مركبات الكربون الكلورية فلورية غير قابلة للاشتعال وغير سامة - مما يعني أنها لن تشتعل في اللهب أو تتسبب في تسرب الغاز المميت.
كما أنهم صنعوا وقودًا رائعًا وعوامل رغوية ومثبطات للحريق. سرعان ما وجدت مركبات CFCs طريقها إلى مجموعة متنوعة من المنتجات اليومية وأصبحت صناعة بمليارات الدولارات سنويًا. في الغلاف الجوي السفلي، لا تتحلل مركبات CFCs أو تتفاعل مع الجزيئات الأخرى.
لكن أظهر مولينا ورولاند أنه في الستراتوسفير، يتفكك الضوء فوق البنفسجي، ويطلق ذرات الكلور. هذه تتفاعل بعد ذلك مع الأوزون، وتدمره بشكل أسرع مما يمكن تجديده. يمكن لذرة كلور واحدة أن تدمر آلاف جزيئات الأوزون قبل أن تتفاعل أخيرًا مع شيء آخر وتشكل جزيئًا مستقرًا.
لكن أظهر مولينا ورولاند أنه في الستراتوسفير، يتفكك الضوء فوق البنفسجي، ويطلق ذرات الكلور. هذه تتفاعل بعد ذلك مع الأوزون، وتدمره بشكل أسرع مما يمكن تجديده. يمكن لذرة كلور واحدة أن تدمر آلاف جزيئات الأوزون قبل أن تتفاعل أخيرًا مع شيء آخر وتشكل جزيئًا مستقرًا.
نظرًا للتهديد الذي يهدد أرباحهم النهائية، دفع منتجو CFC إلى تشويه سمعة العلماء، حتى أنهم اتهموهم بالعمل لصالح المخابرات الروسية. أظهرت التقديرات الأولية أنه في غضون 60 عامًا، يمكن أن تقلل مركبات الكربون الكلورية فلورية من تركيزات الأوزون بنسبة 7٪.
ما هو الوضع الحالي لثقب طبقة الأوزون وتداعياته العالمية؟
ولكن بحلول عام 1985، أصبح من الواضح أن استنفاذ طبقة الأوزون، وخاصة فوق القارة القطبية الجنوبية، كان يحدث بشكل أسرع. هنا، أدت درجات الحرارة شديدة البرودة والهيكل الفريد لسحب القطب الجنوبي إلى تسريع فقدان الأوزون.
لاحظ العلماء المتمركزون في القارة القطبية الجنوبية انخفاضًا هائلاً في الأوزون العلوي يحدث كل ربيع. كشفت بيانات الأقمار الصناعية عن المدى الواسع لهذه الخسائر، وأكدت الاختبارات الكيميائية أن السبب كان بلا شك مركبات الكربون الكلورية فلورية. سرعان ما أصدرت وكالة ناسا تصورات، تم بثها حول العالم وجذبت انتباه الجمهور.
إذا استمر استنفاد الأوزون، فإن معدلات الإصابة بسرطان الجلد سترتفع بشكل كبير. سيكون التمثيل الضوئي ضعيفًا، مما يجعل النباتات - بما في ذلك الأرز والقمح والذرة - أقل إنتاجية وأكثر عرضة للإصابة بالأمراض. سينخفض الإنتاج الزراعي العالمي، وستنهار أنظمة بيئية بأكملها.
إذا استمر استنفاد الأوزون، فإن معدلات الإصابة بسرطان الجلد سترتفع بشكل كبير. سيكون التمثيل الضوئي ضعيفًا، مما يجعل النباتات - بما في ذلك الأرز والقمح والذرة - أقل إنتاجية وأكثر عرضة للإصابة بالأمراض. سينخفض الإنتاج الزراعي العالمي، وستنهار أنظمة بيئية بأكملها.
لكن العديد من السياسيين، الذين يوازنون المخاوف الاقتصادية الفورية على تلك طويلة الأجل - اختلفوا حول ما يجب القيام به. وجدت المعركة لحظر مركبات الكربون الكلورية فلورية حليفين غير محتملين هما الرئيس الأمريكي رونالد ريجان ورئيسة الوزراء البريطانية مارجريت تاتشر.
الثقب في طبقة الأوزون: التقدم والتحديات المستقبلية.
على الرغم من معارضتهم العامة للتنظيم الحكومي، فقد أدرك ريجان، الذي خضع لعلاج سرطان الجلد، وتاتشر، التي تم تدريبها كطبيبة كيميائية، الحاجة إلى اتخاذ إجراء فوري. قادت الولايات المتحدة والمملكة المتحدة، إلى جانب كندا والنرويج والسويد وفنلندا، دعواتٍ لفرض حظر دولي على مركبات الكربون الكلورية فلورية.
في عام 1987، وقع الممثلون على بروتوكول مونتريال، الذي يتطلب التخلص التدريجي السريع من مركبات CFCs وإنشاء صندوق لمساعدة بلدان الجنوب العالمي في الحصول على بدائل ميسورة التكلفة وغير مستنفدة للأوزون.
تم التصديق عليها لاحقًا من قبل كل دولة على وجه الأرض - المعاهدة الوحيدة في التاريخ لتحقيق ذلك. في عام 1995، مُنحت مولينا ورولاند وزميلهما الهولندي بول كروتزن معًا جائزة نوبل في الكيمياء.
مع انخفاض استخدام مركبات CFCs، بدأ ثقب الأوزون في التضاؤل، ومن المتوقع أن يختفي تمامًا بحلول عام 2070.
مع انخفاض استخدام مركبات CFCs، بدأ ثقب الأوزون في التضاؤل، ومن المتوقع أن يختفي تمامًا بحلول عام 2070.
كيف يمكن للفرد المساهمة في الحد من تدهور طبقة الأوزون؟
لكننا لم نخرج من الغابة بعد. في حين أن الحظر كان مكسبًا للمناخ، نظرًا لأن مركبات CFCs من غازات الاحتباس الحراري القوية، فإن البدائل التي حلت محلها - مركبات الكربون الهيدروفلورية أو HFCs.
في حين أنها أقل قوة بشكل عام من مركبات CFCs، فإنها لا تزال تحبس حرارة أكثر من ثاني أكسيد الكربون وتساهم في تغير المناخ. ولمعالجة ذلك، في عام 2016، تمت إضافة تعديل كيجالي إلى بروتوكول مونتريال، داعيًا إلى خفض بنسبة 85٪ في مركبات الكربون الهيدروفلورية العالمية بحلول عام 2047.
هذا وحده يمكن أن يتجنب ما يصل إلى 0.5 درجة من الاحترار العالمي بحلول نهاية القرن. واليوم، بينما نواجه التهديد الوجودي المتمثل في تغير المناخ، يعمل بروتوكول مونتريال كنموذج للتعاون العالمي الحاسم الذي نحتاجه لمكافحته. السؤال الذي يطرح نفسه: ماذا يتطلب الأمر حتى نتحد مرة أخرى؟.
هذا وحده يمكن أن يتجنب ما يصل إلى 0.5 درجة من الاحترار العالمي بحلول نهاية القرن. واليوم، بينما نواجه التهديد الوجودي المتمثل في تغير المناخ، يعمل بروتوكول مونتريال كنموذج للتعاون العالمي الحاسم الذي نحتاجه لمكافحته. السؤال الذي يطرح نفسه: ماذا يتطلب الأمر حتى نتحد مرة أخرى؟.