شکاف لایه ازن دوباره به اندازه عجیبی افزایش یافته است. چه اتفاقی افتاد

در 20 سپتامبر، اندازه سوراخ اوزون قطب جنوب به اوج خود یعنی 10.6 میلیون مایل مربع (27.4 میلیون کیلومتر مربع) رسید که دومین بزرگی ثبت شده برای این زمان از سال است.

داده‌های سرویس نظارت بر جو کوپرنیک نشان می‌دهد که آخرین باری که این حفره به این بزرگی در اکتبر 2015 بوده است. زمانی که اندازه آن به 10.8 میلیون مایل مربع (27.9 میلیون کیلومتر مربع) رسید. اما علیرغم شواهدی که به دانشمندان نشان می‌دهد لایه اوزون – سپر محافظت از حیات روی زمین در برابر تابش مضر فرابنفش خورشید – در حال ترمیم آسیب ناشی از مواد شیمیایی ساخت بشر در قرن بیستم است، همانطور که انتظار می‌رفت، چرا این حفره امسال اینقدر بزرگ شده است؟

کارشناسان به رسانه Live Science گفته اند که اندازه این حفره به دلیل کاهش شدید دما در استراتوسفر است، اما این احتمال نیز وجود دارد که شاهد روند جدید درازمدت حفره های بزرگ و پایدار باشیم.

هانا کسینیچ، یک فیزیکدان فوق دکترا در دانشگاه اوتاگو در نیوزیلند که از داده های ماهواره ای و مدل کامپیوتری برای پیش بینی اندازه سوراخ ازن در سال 2026 استفاده کرد، در ایمیلی به Live Science گفت: “حفره اوزون امسال نباید باعث نگرانی و وحشت شود. با این حال، هنوز سوالات بی پاسخ زیادی وجود دارد که ما نیاز به نظارت دقیق داریم.”

پیش بینی های دقیق

آخرین آمار ارائه شده توسط سرویس نظارت جوی کوپرنیک نشان می دهد که اندازه سوراخ ازن قطب جنوب از 20 سپتامبر به حدود 8.9 میلیون مایل مربع (23 میلیون کیلومتر مربع) کاهش یافته است. موضوعی که باعث می شود در سال جاری شکستن رکورد سال 2015 بعید باشد. با این حال، به گفته کسینیچ، دانشمندان بر این باورند که این حفره در هفته‌های آینده بزرگ باقی خواهد ماند و در نوسان خواهد بود.

سوراخ اوزون بر فراز قطب جنوب هر سال در فصول زمستان و بهار نیمکره جنوبی گسترش می یابد. این حفره معمولاً بین اواسط سپتامبر و اوایل اکتبر بیشترین مقدار خود را دارد. زمانی که دمای استراتوسفر هنوز در نقطه انجماد است و نور خورشید پس از ماه ها تاریکی برای اولین بار به این قاره یخ زده می تابد. سپس، همانطور که هوای غنی از ازن اطراف با این منطقه تخلیه شده مخلوط می شود، سوراخ در اواخر ژانویه دوباره کوچک می شود.

تشکیل حفره ازن در قطب جنوب نتیجه انتشار گازهای مضر “کلروفلوروکربن” (CFC) بین دهه 1930 و اواخر دهه 1980 بود. این مواد شیمیایی باعث افزایش غلظت کلر در استراتوسفر و در نتیجه تسریع واکنشی می شود که منجر به تخریب لایه اوزون می شود. اگرچه کشورهای سراسر جهان پروتکل مونترال را برای حذف تدریجی استفاده از CFCها در سال 1989 امضا کردند، محققان تخمین می‌زنند که از آنجایی که عمر اتمسفر CFCهای اصلی بین 50 تا 100 سال است، ترمیم کامل سوراخ ممکن است شش دهه طول بکشد.

لایه اوزون به دلیل شرایط بسیار سرد در استراتوسفر قطبی، به ویژه بالای قطب جنوب، آسیب پذیرتر است. دمای زیر منفی 108 درجه فارنهایت (منفی 78 درجه سانتیگراد) باعث ایجاد ابرهایی در ارتفاعات می شود که سطوح یخی آنها در مجاورت نور خورشید، کلر غیرفعال را به شکل مخرب ازن تبدیل می کند. این شرایط تا این حد در قطب شمال وجود ندارد، زیرا هوای گرمتر از عرض های جغرافیایی میانی با هوای سرد قطب شمال بسیار راحت تر از هوای قطب جنوب مخلوط می شود و در نتیجه از تشکیل این ابرهای مرتفع جلوگیری می کند.

تغییرات در گرداب قطبی

سوراخ بزرگ ازن امسال توسط یک “گرداب قطبی” بسیار قدرتمند ایجاد شده است. دیواری از باد که در زمستان قطب جنوب و اقیانوس جنوبی را احاطه کرده و هوای سرد را بر فراز این قاره به دام می اندازد. این طوفان قطبی شرایط سردتر از حد معمول را در استراتوسفر قطب جنوب ایجاد کرده و رشد سوراخ ازن را تسریع کرده است.

ما باید به روندهای بلندمدت نگاه کنیم. این معیارها همچنان به ما نشان می دهند که سوراخ ازن به آرامی همانطور که انتظار می رود در حال بهبود است.

– سوزان سالومون، استاد شیمی و مطالعات محیطی در موسسه فناوری ماساچوست (MIT)

سوزان سولومون، استاد شیمی و مطالعات زیست محیطی در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و یکی از پیشگامان مطالعه سوراخ ازن قطب جنوب در دهه 1980، می گوید که محققان افزایش کلر واکنشی را تشخیص ندادند، اما طوفان قطبی سردتر باعث آسیب بیشتر از حد معمول به لایه اوزون شد.

Kesnich توضیح داد که اندازه سوراخ ازن در سال جاری احتمالاً نتیجه تغییرپذیری و تغییرات طبیعی در دینامیک اتمسفر است.

سالومون همچنین در ایمیلی به Live Science توضیح داد:

انتظار داریم اندازه این سوراخ سال به سال در نوسان باشد. یک یا چند سال از بزرگتر یا کوچکتر شدن این سوراخ چیزی در مورد از بین رفتن یا احیای ازن به ما نمی گوید. این به سادگی یک نوسان طبیعی است. ما باید به روندهای بلندمدت نگاه کنیم، و این معیارها همچنان به ما نشان می دهند که سوراخ ازن به آرامی همانطور که انتظار می رود در حال بهبود است.

نکته امیدوارکننده دیگر این است که با وجود اندازه بزرگ، سوراخ اوزون به اندازه سال های گذشته «نازک» نیست. اندازه این حفره بر اساس منطقه ای از قاره که سطح ازن زیر 220 واحد دابسون است محاسبه می شود. واحدی برای اندازه گیری تعداد مولکول های ازن در یک ستون عمودی در جو زمین. Kesnich و همکارانش در مقاله‌ای در The Conversation نوشتند که اگرچه مساحت سوراخ اوزون امسال بسیار زیاد است، اما میزان ازن به اندازه سال‌های گذشته که شاهد حفره‌های بزرگ بودیم کاهش پیدا نکرده است. این نشان می دهد که در مقایسه با آن سال ها، میزان ازن «از بین رفته» از این سوراخ کمتر است.

با این حال، Kesnich هشدار می دهد که این امکان وجود دارد که ما وارد یک روند طولانی مدت جدید سوراخ های بزرگ ازن شده باشیم که تا اواخر بهار ادامه دارد. او و همکارانش در مقاله نوشتند که تغییرات در دینامیک اتمسفر جهانی که به CFC ها مربوط نمی شود، می تواند احتمال تشکیل حفره های پایدارتر را افزایش دهد.

Kesnich افزود که شواهدی وجود دارد که تغییرات آب و هوایی باعث تقویت طوفان قطب جنوب در طول زمان می شود. رویدادی که می تواند منجر به کاهش بیشتر دما در استراتوسفر و تخریب گسترده ازن در فصل بهار شود. وی خاطرنشان کرد که اگر طوفان قطبی امسال قوی بماند، سوراخ اوزون می تواند تا نوامبر بزرگ باقی بماند.

وی در پایان گفت:

هنوز برای نتیجه گیری در مورد اینکه چه عواملی باعث تغییرات پویا در سال های اخیر شده اند، زود است و این موضوع نیازمند تحقیقات بیشتر است.