หลุมโอโซน

ชั้นโอโซนสำคัญไฉน?

ผลจากการได้รับรังสี (ส่วนใหญ่เป็นรังสีอัลตราไวโอเลต) เป็นเวลานานทั่วโลก ทำให้เกิดการเคลือบอากาศซึ่งมีโอโซนในปริมาณสูง สารเคลือบนี้มีชื่อว่าโอโซโนสเฟียร์ แต่ก็มักจะเรียกว่า ชั้นโอโซน เหมือนเดิม มีความยาวตั้งแต่ 10 ถึง 60 กิโลเมตร ชั้นโอโซนทำหน้าที่เป็นตัวกรองป้องกันตามธรรมชาติ รังสี UV ที่มาถึงโลกประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 3 ส่วนคือ

• UV-A : คิดเป็นประมาณ 7%ของรังสีดวงอาทิตย์ ครอบคลุมความยาวคลื่นตั้งแต่ 315 นาโนเมตร ถึง 400 นาโนเมตร ไม่มีความเสี่ยงต่อสิ่งมีชีวิต บางครั้งรังสี UV-A ถูกกล่าวถึงว่ามีประโยชน์ เพราะในระหว่างการอาบแดด รังสี UV-A จะช่วยอำนวยความสะดวกในการสังเคราะห์วิตามินบางชนิด
• UV-B : รังสีประเภทนี้คิดเป็นประมาณ 1.5%ของฟลักซ์แสงอาทิตย์ทั้งหมด ครอบคลุมความยาวคลื่นตั้งแต่ 280 นาโนเมตร ถึง 315 นาโนเมตร การได้รับรังสีประเภทนี้เป็นเวลานานอาจส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต รวมทั้งสัตว์และพืช
• UV-C : คิดเป็น 0.5%ของรังสีดวงอาทิตย์ รังสี UV-C มีความยาวคลื่นต่ำกว่า 280 นาโนเมตร รังสีชนิดนี้อันตรายที่สุด ปริมาณพลังงานที่มากที่สุดถูกส่งมายังโลกพร้อมกับมัน และมีผลทำลายล้างต่อสิ่งมีชีวิต

โมเลกุลของโอโซนที่ประกอบเป็นชั้นโอโซนมีความสามารถในการดูดซับรังสีในช่วง 200 ถึง 315 นาโนเมตร ดังนั้นจึงดูดซับรังสี UV-B และ UV-C ที่เป็นอันตรายได้ แต่ไม่สามารถดูดซับรังสี UV-A ได้ ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ โอโซโนสเฟียร์และโอโซนจึงปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสีที่เป็นอันตรายและทำให้พวกมันทำงานได้อย่างปลอดภัย

สาเหตุของหลุมโอโซน

ชั้นโอโซนรอบโลกบางมาก สาเหตุหลักมาจากกิจกรรมของมนุษย์ ความเข้มข้นของโอโซนลดลงในบางพื้นที่ สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าหลุมโอโซนไม่ใช่ หลุม ในความหมายที่แท้จริง ในบรรดาสาเหตุที่นำไปสู่การทำลายชั้นบรรยากาศโอโซโนสเฟียร์และทำให้เกิดหลุมโอโซน ได้แก่

• ปล่อยสารเคมีที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของโอโซนสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ กลุ่มนี้รวมถึงตัวทำละลายมีเทนและไฮโดรคาร์บอน ลักษณะเฉพาะของสารเหล่านี้คือมีจุดเดือดต่ำ จึงมีความผันผวนสูง พวกเขาเข้าสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของก๊าซและไปถึงชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ด้วยการเคลื่อนที่ของอากาศ จากนั้นไอระเหยของสารประกอบเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับโอโซนและออกซิเจนที่อยู่ในชั้นบรรยากาศโอโซโนสเฟียร์ ผลของกระบวนการเหล่านี้ทำให้ความเข้มข้นของโอโซนหมดลง
• การปล่อยสารที่เร่งการสลายตัวของโอโซนเป็นโมเลกุลออกซิเจน สารประกอบเหล่านี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ อนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนที่มีองค์ประกอบจากหมู่ 17 ของ ตารางธาตุ เช่น ไฮโดรคาร์บอน ที่มีฮาโลเจน มีความก้าวร้าวเป็นพิเศษ สารประกอบเหล่านี้มีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาสลายโอโซนจำนวนมากโดยไม่ทำให้โครงสร้างของโมเลกุลเปลี่ยนแปลง กลุ่มนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสารซีเอฟซีและฮาลอน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในทศวรรษที่ผ่านมา เช่น เป็นสารทำความเย็นในตู้เย็น แม้ว่าพวกมันจะเลิกใช้ไปแล้ว แต่เป็นเวลาประมาณ 20 ถึง 30 ปีที่เราประสบกับผลที่ตามมาของการนำสาร CFCs, ฮาลอน และสารประกอบอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ หลังจากไปถึงชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ สารประกอบเหล่านี้จะถูกสลายด้วยรังสี UV ทำให้เกิดการปลดปล่อย คลอรีน เหนือสิ่งอื่นใด เป็นองค์ประกอบที่ทำลายโอโซน

ผลกระทบของหลุมโอโซนต่อผู้คนและสิ่งแวดล้อม

เป็นเวลาหลายปีแล้วที่ทั่วโลกตระหนักถึงปัญหาการก่อตัวและการขยายตัวของรูรั่วโอโซน จนถึงขณะนี้ มีการดำเนินมาตรการหลายอย่างเพื่อลดผลกระทบจากการปล่อยมลพิษจำนวนมหาศาลสู่ชั้นบรรยากาศ การสูญเสียโอโซนที่เกิดขึ้นนั้นส่งผลร้ายแรงต่อผู้คนและสิ่งแวดล้อมอยู่แล้ว โอโซนที่น้อยลงในชั้นสตราโตสเฟียร์ส่งผลให้รังสี UV มาถึงโลกมากขึ้น รวมถึง UV-A และ UV-B การได้รับสารเหล่านี้เป็นเวลานานทำให้เกิด รอยโรคบนผิวหนัง ซึ่งไวต่อการระคายเคืองและแผลไหม้เป็นพิเศษ การได้รับแสงแดดเป็นประจำอาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเสื่อมของเซลล์ เนื้อเยื่อเส้นใย และหลอดเลือด รังสียูวีสามารถทำให้เกิด มะเร็งผิวหนัง ซึ่งก็คือเมลาโนมา นอกจากรอยโรคที่ผิวหนังแล้ว ยังทำให้เกิด โรคตา รวมทั้งต้อกระจก และระบบภูมิคุ้มกันโดยทั่วไปอ่อนแอลง ซึ่งส่งผลให้มีความไวต่อการติดเชื้อไวรัสหรือปรสิตเพิ่มขึ้น สภาพแวดล้อมก็มีความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการพร่องของชั้นโอโซนไม่แพ้กัน ผลจากปรากฏการณ์นี้ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สามารถเกิดขึ้นได้ เช่น อุณหภูมิของโลกเพิ่มขึ้น การแปรสภาพเป็นทะเลทรายรุนแรงขึ้น หรือการระเหยเพิ่มขึ้น สัตว์ก็มีแนวโน้มที่จะเป็นโรคผิวหนังเช่นเดียวกับมนุษย์ แม้ว่าผิวหนังส่วนใหญ่จะได้รับการปกป้องด้วยขน แต่ส่วนที่สัมผัสก็ยังได้รับรังสีอย่างหนัก นอกจากนี้ การลดลงของภูมิคุ้มกันโดยรวมของสัตว์อาจส่งผลให้ สัตว์บางชนิดสูญพันธุ์ได้ เหยื่ออื่น ๆ ของหลุมโอโซนคือพืช ชิ้นส่วนทางอากาศของพวกมันบอบบางมากจนรังสี UV ที่รุนแรงสร้างความเสียหายได้ง่าย การหายไปของพืชบางชนิดจากพื้นผิวโลกจะนำไปสู่การหยุดชะงักของระบบนิเวศทั้งหมด เหนือสิ่งอื่นใด พืชยังคงรักษาความชื้นในดิน และการไม่มีน้ำดังกล่าวจะนำไปสู่การกลายเป็นทะเลทรายต่อไป และทำให้พืชผลที่เก็บเกี่ยวจากไร่นาเพาะปลูกลดลงอย่างมาก