كان من المفترض أن يتم شفاء طبقة الأوزون. فلماذا أصبح ثقب الأوزون في القطب الجنوبي هذا العام كبيرًا جدًا؟

في 20 سبتمبر، بلغ ثقب الأوزون في القطب الجنوبي ذروته عند 10.6 مليون ميل مربع (27.4 مليون كيلومتر مربع)، وهو ثاني أكبر حجم تم رصده على الإطلاق في هذا الوقت من العام.

آخر مرة كان فيها ثقب الأوزون بهذا الحجم كان في أكتوبر 2015، عندما وصل إلى 10.8 مليون ميل مربع (27.9 مليون كيلومتر مربع). السجلات من عرض خدمة كوبرنيكوس لمراقبة الغلاف الجوي. فلماذا أصبح الثقب الموجود في طبقة الأوزون – الدرع الذي يحمي الحياة على الأرض من الإشعاع الشمسي فوق البنفسجي الضار – كبيرًا جدًا هذا العام، على الرغم من وجود أدلة أخرى تخبر العلماء أنه يتعافى كما هو متوقع من الأضرار التي أحدثتها المواد الكيميائية التي صنعها الإنسان في القرن العشرين؟

وقال الخبراء لموقع Live Science إن اتساع ثقب الأوزون يرجع إلى درجات الحرارة المنخفضة للغاية في طبقة الستراتوسفير، ولكن من الممكن أيضًا أن نشهد اتجاهًا جديدًا طويل المدى للثقوب الكبيرة والمستمرة.

“لا ينبغي أن يكون ثقب الأوزون هذا العام مدعاة للقلق” هانا كيسينيتشقال عالم فيزياء ما بعد الدكتوراه في جامعة أوتاجو في نيوزيلندا، والذي توقع مدى ثقب الأوزون عام 2026 باستخدام بيانات الأقمار الصناعية ونموذج الكمبيوتر، لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني. “ومع ذلك، لا تزال هناك العديد من الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها. وهذا شيء نحتاج إلى مراقبته عن كثب.”

توقعات دقيقة

تشير أحدث الأرقام الصادرة عن خدمة كوبرنيكوس لمراقبة الغلاف الجوي إلى أن حجم ثقب الأوزون في القارة القطبية الجنوبية انخفض إلى حوالي 8.9 مليون ميل مربع (23 مليون كيلومتر مربع) منذ 20 سبتمبر، مما يجعل من غير المرجح أن يحطم هذا العام الرقم القياسي لعام 2015. ومع ذلك، يعتقد العلماء أن الحفرة ستظل كبيرة وتتقلب خلال الأسابيع القليلة المقبلة، حسبما قال كيسينيتش.

ثقب الأوزون في القارة القطبية الجنوبية يتوسع كل عام خلال فصلي الشتاء والربيع في نصف الكرة الجنوبي. وعادة ما تصل إلى أقصى حجم لها بين منتصف سبتمبر وأوائل أكتوبر، عندما لا تزال درجات الحرارة متجمدة في طبقة الستراتوسفير، وتضيء أشعة الشمس القارة المتجمدة لأول مرة بعد أشهر من الظلام. ثم يتقلص الثقب مرة أخرى حتى أواخر شهر يناير، حيث يمتزج الهواء الغني بالأوزون المحيط بالمنطقة المستنفدة.

نتج ثقب الأوزون في القارة القطبية الجنوبية عن انبعاثات مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) المدمرة للأوزون بين الثلاثينيات وأواخر الثمانينات. هذه المواد الكيميائية زيادة تركيزات الكلور في طبقة الستراتوسفيرمما يؤدي إلى تعزيز التفاعل الذي يؤدي إلى استنفاد طبقة الأوزون. وبينما وقعت الدول على بروتوكول مونتريال للتخلص التدريجي من استخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية بدءًا من عام 1989، فإن عمر مركبات الكربون الكلورية فلورية الرئيسية في الغلاف الجوي يتراوح بين 50 إلى 100 عام، وبالتالي فإن تعافي الثقب قد يستغرق ستة عقود، حسب تقديرات الباحثين.

إن طبقة الأوزون معرضة للخطر بشكل خاص فوق القارة القطبية الجنوبية بسبب الظروف المتجمدة في طبقة الستراتوسفير القطبية. تؤدي درجات الحرارة الأقل من 108 درجة فهرنهايت (ناقص 78 درجة مئوية) إلى تكوين سحب على ارتفاعات عالية، حيث تحول أسطحها الجليدية الكلور غير النشط إلى شكله المدمر للأوزون في وجود ضوء الشمس. لا توجد هذه الظروف بنفس القدر في القطب الشمالي، لأن الهواء الأكثر دفئًا القادم من خطوط العرض الوسطى يمتزج بسهولة أكبر مع هواء القطب الشمالي البارد مقارنة بهواء القطب الجنوبي، وبالتالي يمنع تكوين السحب على ارتفاعات عالية.

التغيرات في الدوامة القطبية

نتج ثقب الأوزون الكبير هذا العام عن دوامة قطبية قوية للغاية، وهي عبارة عن جدار من الرياح يحيط بالقارة القطبية الجنوبية والمحيط الجنوبي في الشتاء، مما يحبس الهواء البارد فوق القارة. خلقت الدوامة القطبية ظروفًا أكثر برودة من المعتاد في طبقة الستراتوسفير فوق القارة القطبية الجنوبية، مما أدى إلى تسريع نمو ثقب الأوزون.

وقال الباحثون إن الباحثين لم يكتشفوا زيادة في الكلور التفاعلي، لكن الدوامة القطبية الباردة تسببت في استنزاف طبقة الأوزون أكثر من المعتاد. سوزان سليمان، أستاذ الكيمياء والدراسات البيئية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وكان رائدا في دراسة ثقب الأوزون في القارة القطبية الجنوبية في الثمانينات.

وقال كيسينيتش إن هذا الحجم لثقب الأوزون هذا العام هو على الأرجح نتاج للتقلبات الطبيعية في ديناميكيات الغلاف الجوي.

وقال سولومون لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: “نتوقع صعودًا وهبوطًا في حجم الثقب من سنة إلى أخرى”. “إن سنة أو بضع سنوات من الثقوب الأكبر أو الأصغر لا تخبرنا بأي شيء عن فقدان الأوزون أو تعافيه؛ إنها مجرد تقلبات. علينا أن ننظر إلى الاتجاهات طويلة المدى، وتستمر تلك المقاييس في إخبارنا أن ثقب الأوزون يتعافى ببطء كما هو متوقع.”

ومن المطمئن أيضًا أن ثقب الأوزون، على الرغم من كبر حجمه، لم يعد “رفيعًا” كما كان في السنوات الماضية. يتم حساب مدى الثقب بناءً على المنطقة الواقعة فوق القارة حيث تكون قيم الأوزون أقل من 220 وحدة دوبسون، وهو مقياس لعدد جزيئات الأوزون التي تحدث في عمود عمودي عبر الغلاف الجوي للأرض. على الرغم من أن مساحة ثقب الأوزون هذا العام ضخمة، إلا أن قيم الأوزون لم تنخفض إلى هذا الحد السنوات السابقة لثقب الأوزون الكبيرمما يشير إلى أن هناك كمية أقل من الأوزون “المفقود” من الثقب مقارنة بتلك السنوات، كما قالت كيسينيتش وزملاؤها كتب في المحادثة.

ولكن هناك أيضًا احتمال بأننا قد تحولنا إلى اتجاه جديد طويل المدى المتمثل في استمرار ثقوب الأوزون الكبيرة حتى أواخر الربيع، كما قال كيسينيتش. وكتبت هي وزملاؤها في المقال أن التغيرات في ديناميكيات الغلاف الجوي العالمية غير المرتبطة بمركبات الكربون الكلورية فلورية يمكن أن تزيد من احتمالية حدوث ثقوب طويلة العمر.

وهناك أيضا بعض الأدلة على ذلك تغير المناخ وقال كيسينيتش إن ذلك سيعزز الدوامة القطبية في القطب الجنوبي بمرور الوقت، مما قد يؤدي إلى درجات حرارة أكثر برودة في طبقة الستراتوسفير وفقدان أكبر للأوزون في الربيع. وأشارت إلى أنه إذا ظلت الدوامة القطبية هذا العام قوية، فقد يظل ثقب الأوزون كبيرًا حتى شهر نوفمبر.

وأضافت: “من السابق لأوانه معرفة ما الذي أدى إلى التباين الديناميكي في السنوات الأخيرة، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث”.

ساعدنا في تحسين Live Science Pro: نحن نحاول دائمًا تحسين المحتوى الخاص بنا. ترك لنا ردود الفعل حول برو هنا.