ورغم أن الأوزون يعتبر من الملوثات المسببة للمشاكل، إلا أنه عندما يكون في المكان المناسب (في الغلاف الجوي العلوي) فإن مساهمته تكون كبيرة وحيوية لاستمرار الحياة. يلعب الأوزون دورًا مهمًا في تصفية الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تأتي من الشمس
المؤلف: د. نتساح باربياش، جاليليو الشاب
تساءلنا في القسم السابق عن سبب كون البحر الميت أكثر سخونة منه على قمة جبل مرتفع يقع على نفس خط العرض الجغرافي، ورأينا أن السبب في ذلك هو ظاهرة الاحتباس الحراري التي تحتوي على الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأرض. لقد أدركنا أنه كلما كانت طبقة الغلاف الجوي أكثر سماكة، كلما كان تأثير الاحتباس الحراري أقوى، وبالتالي يكون الجو أكثر سخونة في الأماكن المنخفضة منه في الجبال المحيطة بها. إلا أن سماكة طبقة الغلاف الجوي لها أيضاً أهمية كبيرة عند النظر في الاتجاه المعاكس: أي أن سماكة طبقة الغلاف الجوي (التي تنتج عن اختلافات الارتفاع السطحي بين الوديان وبين الجبال) تؤثر أيضاً على الإشعاع الذي يأتي من الفضاء ويمر عبر الغلاف الجوي إلى سطح الأرض. سنحاول هذه المرة أن نفهم لماذا يكون أخذ حمام شمس في البحر الميت أقل خطورة منه في حرمون.
ملوث خطير
الفضاء، على الرغم من اسمه، ليس مساحة فارغة. ويوجد فيها العديد من الأجرام السماوية، وبعضها ينتج تدفقًا من الإشعاع. لقد ذكرنا سابقًا الإشعاع الكوني المكون من جسيمات، والرياح الشمسية المكونة من إلكترونات وبروتونات وجسيمات ألفا التي تنبعث من الشمس بسرعة هائلة. يأتي الإشعاع الكهرومغناطيسي أيضًا من الشمس والفضاء. ومن حسن حظنا أن الغلاف الجوي للأرض يقوم بتصفية جزء كبير من الإشعاع ويمنع اختراقه، مما يسمح بوجود الحياة.
يتغير الغلاف الجوي للأرض بشكل كبير مع الارتفاع - تغيرات في درجة الحرارة وكذلك في تركيبه الكيميائي. للإجابة على السؤال لماذا يعتبر أخذ حمام شمس في البحر الميت أقل خطورة منه في جبل الشيخ، سنركز على ظاهرة واحدة يتم الخلط بينها وبين ظاهرة الاحتباس الحراري. هل سمعت عن الأوزون؟
الأوزون هو جزيء يتكون من ذرات الأكسجين. وعلى عكس جزيء الأكسجين الشائع الذي يتكون من ذرتين ويسمى O2، فإن جزيء الأوزون يتكون من ثلاث ذرات أكسجين ولذلك يسمى O3. الأوزون هو غاز سام ذو رائحة نفاذة يسبب صعوبات في التنفس وتهيجات مختلفة. وفي مناطق المنشآت الصناعية الثقيلة التي ينتج عنها انبعاثه يعتبر من الملوثات الشديدة للهواء.
اكتشاف الأوزون
ربما كانت المرة الأولى التي اكتشف فيها العلماء الأوزون في عام 1785، عندما أجرى الكيميائي الهولندي مارتينوس فان ماروم تجربة تهدف إلى التحقق من خصائص الكهرباء. قام ببناء مولد كهربائي يعمل بالاحتكاك (كهرباء إلكتروستاتيكية)، ووصل الجهد الكهربائي الناتج في التجربة إلى قيمة عالية جدًا تبلغ حوالي 750 مليون فولت! وصف فان ماروم وفريقه بشكل تجريبي إحساسًا غريبًا ورائحة نفاذة شعروا بها على بعد أمتار قليلة من المولد. وأشار في ملاحظاته إلى أن هذه هي "رائحة الكهرباء"، وتكهن بأنها تأثير الكهرباء على الهواء (أو الأكسجين). وبعد 55 عامًا، لاحظ الكيميائي كريستيان شنيبن نفس الرائحة النفاذة عندما أجرى تجارب على التحليل الكهربائي للماء. وسمى شنبين الغاز بالرائحة النفاذة التي نتجت عن الأوزون، وهو مشتق من الكلمة اليونانية "أوزين" التي تعني "يشم".
طبقة الأوزون
على الرغم من أن الأوزون يعتبر ملوثًا مثيرًا للمشاكل، إلا أنه عندما يكون في المكان المناسب، فإن مساهمته كبيرة وحيوية لاستدامة الحياة. في الغلاف الجوي للأرض، يوجد الأوزون في منطقة تسمى الستراتوسفير، حيث يشكل طبقة ("طبقة الأوزون"). يلعب الأوزون الموجود في طبقة الستراتوسفير دورًا مهمًا في تصفية الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تأتي من الشمس. عندما تنخفض كمية الأوزون في هذه الطبقة، يتم إنشاء "ثقب الأوزون". عندما يكون الأوزون أقل - يخترق الإشعاع الكهرومغناطيسي الموجود في النطاق فوق البنفسجي الغلاف الجوي للأرض وقد يضر بالحياة عليها المعرضة لأشعة الشمس. ولهذا السبب من المهم ارتداء قبعة، وتعريض نفسك للشمس فقط في الصباح الباكر أو بعد الظهر واستخدام واقي الشمس.
من المهم أن نلاحظ أنه في حالة ثقب الأوزون، وكذلك في حالة الاحتباس الحراري الذي من المحتمل أن يحدث بسبب زيادة انبعاثات الغازات الدفيئة - ربما يكون اللوم هو النشاط الصناعي للإنسان؛ وهذا يعطل الظروف الطبيعية على الأرض. ومع ذلك، على الرغم من أن كلا الظاهرتين يبدو أنهما سببهما الإنسان، إلا أنهما ليسا مرتبطين ببعضهما البعض.
للإجابة على السؤال الذي افتتحناه، لنضع ثقب الأوزون جانبًا للحظة، ونقول إن سماكة طبقة الغلاف الجوي تؤثر على درجة ترشيح أنواع الإشعاع المختلفة، مع التركيز على الأكثر ضررًا منها. لذلك، عندما نكون على شاطئ البحر الميت الذي يتزايد جفافه، فإننا نكون في أدنى مكان في العالم، على ارتفاع حوالي 430 مترًا تحت مستوى سطح البحر. وهذا يعني أن فوقنا طبقة من الغلاف الجوي سمكها 430 مترا أكثر من تلك الموجودة على ساحل البحر الأبيض المتوسط (مستوى سطح البحر) وحوالي 2.5 كيلومتر (!) أكثر سمكا من تلك الموجودة على قمة جبل الشيخ. لذلك، على الرغم من أن جبل حرمون بارد وبارد مقارنة بالبحر الميت، إلا أنه عادة ما يكون دافئًا هناك - فالإشعاع القادم من الفضاء في حرمون أقوى منه في البحر الميت. وإذا قمنا بزيارة الحرمون الثلجي في الشتاء؟ عندها ستكون الظاهرة أخطر بعدة مرات! لماذا ؟ لأن الثلج الأبيض يعكس الإشعاع، وإذا لم نحمي أنفسنا وفقًا لذلك (مرشح الإشعاع، القبعة، النظارات الشمسية، إلخ)، فسنجد أنفسنا متجمدين من البرد، ولكن في المناطق المكشوفة من الجسم - نتعرض لحروق الشمس!
*المؤلف هو النائب العلمي لرئيس مجمع كارسو للعلوم في بئر السبع
ظهر المقال في عدد يوليو من مجلة الشباب جاليليو - شهرية للأطفال الفضوليين
هل تريد قراءة المزيد؟ لتلقي مجلة يونغ جاليليو كهدية
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
