داستان سوراخ ازون؛ ۴۰ سال پیش کشفی تصادفی دنیا را نجات داد
در سال ۱۹۸۵، سه دانشمند با کشف داستان سوراخ ازون، دنیا را در بهت فرو بردند و با اقدامی فوری، سیاره زمین را از بحران زیست‌محیطی بزرگی نجات دادند.
داستان سوراخ ازون
به نقل از خبر سنتر چهار دهه پیش در یکی از همین روزها، سه دانشمند بریتانیایی به پدیده‌ای عجیب و کاملاً غیرمنتظره در آسمان جنوبگان پی بردند؛ کشفی که به‌قول خودشان کاملاً «تصادفی» بود، اما به یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای ژئوفیزیکی قرن بیستم و سپس، به سرآغاز یکی از مهم‌ترین داستان‌های علمی معاصر تبدیل شد.
۱۶ مه ۱۹۸۵، گروهی از پژوهشگران در مقاله‌ای در نشریه نیچر اعلام کردند که لایه‌ی ازون برفراز جنوبگان دچار شکاف شده است. این کشف حاصل سال‌ها پژوهش و پایش مستمر سه پژوهشگر از پروژه‌ی «بررسی جنوبگان بریتانیا» بود: جو فارمن، برایان گاردینر و جاناتان شنکلین. این سه با استفاده از اسپکتروفتومتر دابسون، ابزاری متعلق به دهه‌ی ۱۹۲۰ برای اندازه‌گیری ازون جوی، غلظت ازون جو را اندازه‌گیری کردند. اگرچه این ابزار بسیار مبتدی بود، داده‌هایی حیاتی در اختیار دانشمندان قرار داد. در نهایت، داده‌ها به شکل‌گیری نخستین معاهده جهانی برای مقابله با بحران زیست‌محیطی لایه اوزون، یعنی پیمان مونترال منجر شد و تمام کشورهای جهان به آن پیوستند.
دستیابی به درکی دقیق‌تر از جو جنوبگان
نخست، هدف پژوهشگران کشف پدیده‌ای خارق‌العاده نبود، بلکه آن‌ها دستیابی به درکی دقیق‌تر از جو جنوبگان را دنبال می‌کردند. بااینحال، از سال ۱۹۸۱ به بعد، داده‌ها الگوهایی نگران‌کننده و توجیه‌ناپذیر را به نمایش گذاشتند. جاناتان شنکلین در گفت‌وگو با آی‌اف‌ال‌ساینس توضیح داد که در تابستان با یک دابسون نو به منطقه رفت، زیرا تصور می‌کرد دستگاه قبلی خراب شده است. وی افزود: «برخی افراد بازخورد دادند که داده‌ها خارج از نمودار هستند. به نظر می‌رسید چیزی درست نیست، اما همزمان، کسی مطمئن نبود، می‌گفتیم شاید اتفاقی موقتی باشد.»
نقطه‌ی عطف، زمانی رقم خورد که شنکلین داده‌های ده سال گذشته را که توسط فارمن جمع‌آوری شده بود، مرور کرد. او می‌گوید: «برگشتم و داده‌هایی را که از زمان انتشار گزارش اصلی فارمن ثبت شده بود، بررسی کردم و توانستم نشان دهم که این روند سامان‌مند و منسجم است. هر سال در فصل بهار، سطح ازون نسبت به سال قبل کمتر می‌شد.» پیش‌نویس مقاله‌ای که شنکلین نوشت، با سرعت به جرقه‌ی برای آغاز مطالعات گسترده‌تر تبدیل شد. او مقاله‌اش را نزد فارمن، گاردینر و رئیسشان برد و واکنش‌ها بلافاصله شروع شد.
لایه‌ی ازون در ارتفاع ۱۵ تا ۳۰ کیلومتری از سطح زمین
لایه‌ی ازون که در ارتفاع ۱۵ تا ۳۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارد، ناحیه‌ای از جو است که غلظت بالایی از گاز ازون را در خود جای داده است. این لایه با جذب پرتوهای فرابنفش خطرناک خورشید، مانند سپری نامرئی از حیات روی زمین محافظت می‌کند. فقدان سپر یا وجود هرگونه شکاف بزرگ در آن، می‌تواند سیاره را در معرض پرتوهای شدیدتری قرار دهد که به افزایش سرطان پوست، آب‌مروارید، اختلال در سیستم ایمنی و تخریب اکوسیستم‌ها منجر می‌شود؛ به‌ویژه در سطح پلانکتون‌های اقیانوسی که پایه‌ی زنجیره‌ی غذایی را تشکیل می‌دهند.
سطوح ازون در جنوبگان، تحت‌تأثیر تغییر فصل‌ها دچار نوسان می‌شود. در بهار جنوبگان (اوت تا اکتبر)، معمولاً غلظت آن به پایین‌ترین حد می‌رسد، سپس به‌تدریج بازیابی می‌شود و تا آغاز تابستان (دسامبر)، تقریباً به حالت عادی برمی‌گردد.
آسیب‌های احتمالی کلروفلوئوروکربن‌ها
از دهه‌ی ۱۹۷۰، هشدارها درباره‌ی آسیب‌های احتمالی کلروفلوئوروکربن‌ها (CFC) به لایه‌ی ازون، توسط دانشمندان مطرح شده بود. این گازهای ساخت دست بشر، در افشانه‌ها و سامانه‌های سرمایشی استفاده می‌شدند. در آن زمان، باور عمومی بر این بود که اگر آسیبی هم وجود داشته باشد، در ارتفاعات بالای مناطق استوایی و در لایه‌هایی بالاتر از ۴۰ کیلومتری زمین رخ می‌دهد، زیرا در آن نواحی، تابش فرابنفش خورشید شدیدتر است و می‌تواند مولکول‌های کلروفلوئوروکربن را بشکند. بنابراین، اتم‌های کلر آزادشده، به‌طور کاتالیزوری ازون را تخریب می‌کنند.
اما مقاله‌ی سال ۱۹۸۵، تمام فرضیه‌ها را به چالش کشید: تخریب ازون نه در استوا، بلکه در جنوبگان و با سرعتی نگران‌کننده در حال وقوع بود. علت اصلی این پدیده، در شرایط جوی خاص منطقه نهفته بود. سرمای شدید جو و تشکیل ابرهای استراتوسفری قطبی، شرایطی را ایجاد می‌کرد که ترکیبات کلر حاصل از کلروفلوئوروکربن‌ها بسیار واکنش‌پذیر می‌شد. با بازگشت نور خورشید در اوایل بهار، این ترکیبات با سرعت بالایی ازون را تجزیه می‌کردند و باعث نازک‌شدن شدید آن می‌شدند؛ پدیده‌ای که امروزه با عنوان «سوراخ ازون» شناخته می‌شود.
سوراخ ازون چه زمانی به‌طور کامل ترمیم می‌شود؟
اما آیا روزی می‌آید که شاهد ترمیم کامل سوراخ لایه‌ی ازون باشیم؟ پروفسور جان پایل، شیمی‌دان جوی و مدیر پیشین مرکز علوم جوی که نقش برجسته‌ای در تدوین پیمان مونترال داشت، پاسخ می‌دهد: «انتظار می‌رود ترمیم تا نیمه‌ی دوم قرن جاری تکمیل شود.»
پایل می‌افزاید: «سرعت فرایند بازیابی سوراخ لایه‌ی ازون کند است، زیرا برخی گازهای مخرب عمری بسیار طولانی دارند و نوسانات سالانه، تشخیص دقیق روند بهبودی را دشوار می‌کنند. بااینحال، در مجموع نتایج امیدوارکننده است.»
