آرشیو سه‌شنبه ۲۵‌شهریور ۱۳۹۹، شماره ۵۷۵۶
زندگی
۱۳

در آستانه «روز جهانی حفاظت از لایه ازن»، وضعیت گذشته حال و آینده این لایه حیاتی را بررسی کرده ایم

ترمیم سپر حفاظتی زمین

محمدحسین خودکار

هزاران کیلومتر بالاتر از سطح زمین، لایه ای ضخیم و نامرئی کشیده است که از ما در برابر تابش پرتوهای فرابنفش خورشید محافظت می کند. لایه ای تشکیل شده از مولکول های سه اتمی اکسیژن یا همان ازن که اگر نبود، اساسا حیات روی کره زمین شکل نمی گرفت. لایه ای که نادانی های بشر آن را در معرض تخریب قرار داده بود و جمعی از خردمندان زمین حدود 60 سال پیش متوجه این موضوع شدند و به دولت ها برای نجات آن فشار آوردند. بعد از آن هم پروتکل مونترال برای محافظت از لایه ازن تدوین شد و براساس پژوهش های جهانی، تاکنون اجرای سیاست های این پروتکل توانسته است 15 تا 20 درصد از سطح تخریب شده این لایه را ترمیم کند. پیمانی که فردا دقیقا سی وسومین سالگرد تصویب آن است و به عنوان «روز جهانی حفاظت از لایه ازن» نامگذاری شده. ما نیز به همین مناسبت، از دکتر شفیع موسوی، کارشناس بخش تحقیقات دفتر حفاظت از لایه ازن سازمان حفاظت از محیط زیست خواسته ایم تا برایمان درباره وضعیت گذشته، حال و آینده لایه ازن توضیح دهد.

داستان گازهای  پردردسر

کلروفلوئروکربن ها یا همان CFCها ازجمله پرسروصداترین اختراعات بشر بوده اند. گازهایی مصنوعی که از آن به عنوان سرمازا در یخچال ها و وسایل سرمایشی و عامل فشار در افشانه ها استفاده می شد. گازهایی که در اوایل دهه 1930 ساخته شدند و رفته رفته تا دهه 1960 استفاده از آن در سراسر جهان همه گیر شد. اما تا دهه 1970، کسی نمی دانست که این گازها چه بلایی بر سر محیط زیست می آورند؛ تا این که به تدریج تصاویر ماهواره ای ثبت شده از فراز قطب جنوب از کاهش محسوس ضخامت لایه ازن در این منطقه حکایت داشت و دانشمندان پس از اعزام تیمی تحقیقاتی به قطب جنوب به این نتیجه رسیدند که عامل اصلی این اتفاق، تجمع گازهای CFC  در لایه استراتوسفر آسمان این قطب است. استراتوسفر در واقع دومین لایه جو بعد از تروپوسفر از نظر نزدیکی به سطح زمین است که لایه ازن در آن تشکیل شده.

پیمانی برای نجات لایه ازن

بعد از تحقیقات اولیه درباره علت تخریب لایه ازن، کارشناسان محیط زیست، اقلیم شناسان و نمایندگان دولت های مختلف پس از رایزنی های متعدد در سال 1985 در پایتخت اتریش دور هم گرد آمدند و کنوانسیون وین را تشکیل دادند. در این کنوانسیون نیز قرار بر این شد که علاوه بر  گازهای  CFC روی سایر گازهای مخرب لایه ازن تحقیقات تکمیلی انجام شود. در حین انجام این تحقیقات نیز بنیانگذاران کنوانسیون وین، از کشورهای مختلف برای پیوستن به آن دعوت کردند و بعد که نتایج این تحقیقات منتشر شد، نمایندگان کشورهای عضو در 16 سپتامبر 1987، در مونترال کانادا دور هم جمع شدند و پروتکل یا همان پیمان مونترال را برای حذف موادی از چرخه فعالیت های صنعتی که منجر به تخریب لایه ازن می شوند، به تصویب رساندند. پیمانی که تاکنون 197 کشور به عضویت آن درآمده اند.

تعهد ایران به ترمیم لایه ازن

ایران از سال 68 به پیمان مونترال پیوسته و از سال 72 نیز دفتر حفاظت از لایه ازن در سازمان حفاظت محیط زیست کشورمان با همکاری برنامه عمران سازمان ملل متحد تشکیل شده است. در ابتدای تشکیل نیز این دفتر به منظور اجرای پروتکل مونترال تحقیقات خود را درباره نقش کارخانجات مختلف در تولید و واردات گازهای مخرب لایه ازن آغاز کرد. بعد هم دفتر حفاظت از لایه ازن برنامه بلندمدت خود را به کارشناسان پیمان مونترال ارائه کرد و توانست با اجرای این برنامه تا سال 94 همپای سایر کشورهای جهان استفاده از CFCها و دیگر گازهای اصلی مخرب لایه ازن را از صنایع کشور حذف کند. اکنون هم برنامه اصلی این دفتر، حذف  گازهای HCFC  از چرخه فعالیت های صنعتی است.

اگر پیمان مونترال نبود...

از زمان تصویب پیمان مونترال تا سال 2015 ،استفاده از گازهای CFC و دیگر گازهای اصلی مخرب لایه ازن در 99 درصد موارد کنار گذاشته شد. در دهه های اخیر نیز گازهای HCFC به عنوان گازهای جایگزین گازهای CFC معرفی شده اند که اکنون مشخص شده این گازها هم به میزان 5 تا 10 درصد گازهای CFC در تخریب لایه ازن نقش دارند و برنامه جاری پروتکل مونترال حذف این گازها از چرخه فعالیت های صنعتی است. دانشمندان تخمین می زنند اگر پروتکل مونترال نبود تا امروز بین 70 تا 80 درصد لایه ازن تخریب می شد، اتفاقی که اگر می افتاد موجب نابودی فیتوپلانگتون ها، کاهش شدید میزان بهره وری زمین های کشاورزی و انقراض زودرس بسیاری از گونه های حیات وحش می شد و ابتلای بسیاری از انسان ها را به سرطان پوست و بیماری آب مروارید چشم براثر قرار گرفتن بیش ازحد در معرض اشعه فرابنفش خورشید به همراه داشت. اما اکنون با اجرای سیاست های این پیمان، بین 15 تا 20 درصد از سطح تخریب شده لایه ازن که در اوایل هزاره جدید به 30 تا 40 درصد هم می رسید، ترمیم شده است. کارشناسان پروتکل مونترال پیش بینی کرده اند اگر همه سیاست های این پروتکل به درستی اجرا شود، بین سال های 2050 تا 2100 میزان تخریب لایه ازن به حدود 2 تا 3 درصد کاهش پیدا می کند.

قطب شمال؛ محل بروز نگرانی های تازه

میزان تخریب لایه ازن در آسمان قطب جنوب همواره از قطب شمال بیشتر بوده است و به همین دلیل، معمولا کشورهای نیمکره جنوبی در وضعیت بدتری ازنظر وسعت حفره های لایه ازن نسبت به کشورهای نیمکره شمالی قرار داشته اند. بااین حال چند سالی است که ایجاد حفره های بزرگ در آسمان قطب شمال هم باعث نگرانی دانشمندان شده. این اتفاق در حالی رخ داده که روند کلی لایه ازن در سال های اخیر رو به ترمیم بوده است. بر اساس پژوهش های جهانی، آنچه سبب شده در سال های اخیر میزان تخریب لایه ازن در قطب شمال به حد نگران کننده ای برسد، تاثیرات ناشی از تغییرات اقلیمی بر آسمان این قطب است، زیرا تا پیش ازاین تغییرات، دمای هوا در لایه استراتوسفر قطب شمال هیچ گاه به منفی 70 درجه سانتی گراد نمی رسید و شرایط برای تشکیل ابرهای استراتوسفری فراهم نمی شد. اما حالا تبعات ناشی از تغییر اقلیم بستر لازم را برای تشکیل این ابرها و درنتیجه ایجاد حفره های وسیع در لایه ازن آسمان قطب شمال نیز فراهم کرده است.

گرمایش جهانی، عامل جدید تخریب ازن

کشف حفره های وسیع در لایه ازن بر فراز قطب شمال باعث شد تبعات تغییر اقلیم بر این لایه حیاتی نیز روشن شود. به ویژه آن که اکنون مشخص شده هم گازهای مخرب لایه ازن و هم گازهایی که تاکنون جایگزین آنها شده اند، خودشان نقش پررنگی در گرمایش جهانی دارند. یعنی نه فقط گازهای CFC و  HCFC  می توانند تبعات ناشی از تغییر اقلیم را تشدید کنند، بلکه حتی گازهای HFC  که اخیرا به عنوان جایگزین گازهای HCFC  معرفی شده اند نیز با این که نقش مستقیمی در تخریب لایه ازن ندارند، موجب بالا رفتن میانگین دمای کره زمین می شوند. برای همین اکنون پروژه های جدید پیمان مونترال، بر حذف گازهای جایگزین گازهای CFC  استوارشده است. کارشناسان این پیمان نامه تاکیددارند اگر گازهای HCFC  تا پایان سال 2030 و  گازهای HFC  تا پایان سال 2045 از چرخه فعالیت های صنعتی حذف شوند تا پایان قرن جاری میلادی از افزایش 4/0درجه سانتی گراد میانگین دمای هوا جلوگیری خواهد شد.

حرکت ازن، از استوا تا قطب ها

لایه استراتوسفر آسمان مناطق استوایی محل زایش مولکول های ازن است. چراکه تابش نور خورشید در این مناطق شدیدتر است و در نتیجه در این قسمت، اکسیژن موجود در جو راحت تر به مولکول ازن تبدیل می شود. بعد هم جریانات هوایی موجود در لایه استراتوسفر باعث انتقال ازن تشکیل شده بر فراز استوا به مناطق قطبی می شوند. از زمانی هم که گازهای مخرب لایه ازن به آسمان راه پیدا کردند، این گازها نیز به کمک همین جریانات به آسمان دو قطب زمین رفتند. از آن زمان به بعد نیز هر وقت که در اواخر زمستان دمای هوا در لایه استراتوسفر روی قطب ها به زیر منفی 70 درجه سانتی گراد می رسد، ابرهایی از بلورهای یخ که به عنوان ابرهای استراتوسفری شناخته می شوند، در این قطب ها تشکیل می شود. ابرهایی که محل مناسبی برای ذخیره گازهای مخرب در کنار مولکول های ازن است و زمانی که اولین پرتوهای خورشید در بهار هر نیمکره به آسمان قطب ها می رسد، شرایط برای تجزیه ازن در این ابرها و ایجاد حفره های عظیم در این لایه فراهم می شود. البته این حفره ها بعد از 25 تا 30 روز تا حد زیادی ترمیم می شود، اما بخش مهمی از آن هم به کمک جریانات هوایی به مناطق دیگر زمین انتقال پیدا می کند.

ازن مفید و ازن مضر

لایه ازن که از مولکول های سه اتمی اکسیژن تشکیل شده است، نقشی حیاتی در جلوگیری از ورود اشعه های مضر خورشید به لایه های پایین تر جو زمین دارد. اما وقتی همین مولکول ها در نزدیک ترین لایه به سطح زمین یعنی تروپوسفر قرار می گیرند به عنوان آلاینده ای خطرناک برای انسان ها شناخته می شوند. ازن مضر نزدیک به سطح زمین نیز براثر واکنش بین اکسیژن هوا و پیش سازهای تولید آن در حضور پرتو فرابنفش خورشید تشکیل می شود. این پیش سازها هم شامل اکسیدهای نیتروژن و گازهای آلی فرار هستند که از مصرف سوخت در فعالیت های صنعتی و احتراق ناقص در خودروها ناشی می شوند.   بنابراین در شرایطی که فعالان محیط زیست باید برای بیشتر شدن میزان مولکول های ازن در لایه استراتوسفر برنامه ریزی کنند، همزمان باید به کاهش آلاینده ازن در لایه تروپوسفر نیز فکر کنند. آلاینده ای که به خصوص در فصل تابستان در کلانشهرهایی از جلمه تهران شاخص آلودگی هوا را به وضع ناسالم برای گروه های حساس می رساند.