يوجد غاز الاوزون في طبقة

يوجد غاز الاوزون في طبقة، الستراتوسفير .يتركز غالبية غاز الأوزون في الغلاف الجوي في طبقة في الستراتوسفير، ويقع على ارتفاع 9 إلى 18 ميلاً (15 إلى 30 كم) تقريبًا فوق سطح الأرض، وهو  عبارة عن جزيء يشتمل على 3 ذرات أكسجين، وطوال الوقت تتكون جزيئات الأوزون وتتلف باستمرار في طبقة الستراتوسفير، ولذا قد ظلت النسبة الإجمالية ثابتةً نسبيًا أثناء العقود التي تم قياسها فيها. 

يوجد غاز الاوزون في طبقة

يوجد 90 من غاز الأوزون في طبقة الستراتوسفير من الغلاف الجوي

الأوزون الموجود على كوكب الأرض يتواجد في “طبقة الأوزون” التي تقع في المستوى الأدنى (20-25 كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر) في طبقة الستراتوسفير، ويجدر ذكر أن الأوزون نادر بشكل نسبي في الغلاف الجوي، إذ يوجد فقط ثلاثة جزيئات من الأوزون لكل 10 ملايين جزيء هواء، وعلى مدار الوقت تتشكل جزيئات غاز الأوزون باستمرار وتتلف كذلك في طبقة الستراتوسفير، وهذا ما جعل نسبته الإجمالية تبقى ثابتة نسبيًا على مدار العقود التي تم قياسها فيها.

ما هو الأوزون

الأوزون هو غاز مكون من ثلاث ذرات أكسجين (O3)، يتكون بصورة طبيعية بكميات ضئيلة وصغيرة في الغلاف الجوي العلوي في طبقة (الستراتوسفير)، فهو يتكون من التفاعلات الكيميائية التي تحدث ما بين ملوثات الهواء من عوادم السيارات والمركبات، أبخرة البنزين وغيرها من الانبعاثات الضارة، وبالقرب من مستوى سطح الأرض تكون التركيزات العالية من غاز الأوزون سامة للكائنات الحية.

ما هي طبقة الستراتوسفير

الستراتوسفير عبارة عن منطقة الغلاف الجوي التي تقع ما بين 10 و 50 كيلومترًا فوق سطح الأرض، بحيث تُمتص الأطوال الموجية الشمسية في نطاق الأشعة فوق البنفسجية (180-240 نانومتر) من خلال جزيئات الأكسجين (التي تتشكل من ذرتين من الأكسجين) ثم تفكيكها، وبعض الأزواج التي تنتج والغير مرتبطة من ذرات الأكسجين تتحد بعد هذا لثلاثة توائم لتُكون الأوزون، ويقوم الأوزون بامتصاص قوي لنطاق مختلف من الأطوال الموجية الخاصة بالأشعة فوق البنفسجية (290-300 نانومتر)، ثم ينهار نتيجة لهذا ويعود إلى الأكسجين الجزيئي مرة أخرى.

ما هو أوزون طبقة التروبوسفير

إن طبقة التروبوسفير هي الطبقة السفلى من الغلاف الجوي المحيطة بالأرض مباشرةً، أما عن الأوزون الذي ينتج في طبقة التروبوسفير فيكون نسبة أقل بكثير من إجمالي الأوزون في الكوكب ويُعتبر أوزونًا سيئًا، إذ أنه يتفاعل بكل سهولة مع الجزيئات الأخرى وبالتالي يصبح شديد السمية تجاه الكائنات الحية، فمن المعروف أن أوزون طبقة التروبوسفير له تأثير سلبي على بعض الأمور مثل زراعة المحاصيل، نمو الغابات، صحة الإنسان، كما أن أوزون التروبوسفير من العناصر الرئيسية في الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي الذي تم ملاحظته في الكثير من المدن.

ماذا يحدث للأوزون عند الارتفاع

إن كميات الأوزون تميل إلى الانخفاض كلما تم الارتفاع، فكلما تم الذهاب إلى الأعلى في الغلاف الجوي، كلما يصبح الهواء أرق وبالتالي يقل الأكسجين الموجود من أجل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية 180-240 نانومتر لتشكيل الأوزون، وهذا ما يدل على أن نسبة الأوزون تميل إلى الانخفاض عند الارتفاع، فعندما ينخفض الغلاف الجوي يزداد الأكسجين الذي ينبغي أن يمر خلاله الأشعة فوق البنفسجية لتصل إلى هناك، وتزداد فرصة امتصاصه بالفعل لتشكيل طبقة الأوزون في منطقة ما أعلى، وذلك يُشير لأن تركيزات الأوزون منخفضة جدًا، فتميل لأن تكون أقل، ومن 12 إلى 30 كم تقريباً يتوازن الاتجاهان، ونجد أعلى تركيزات للأوزون فيها، فيما يُعرف باسم “طبقة الأوزون”، وذلك هو سبب وجود طبقة الأوزون في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير. 

أهمية الأوزون

• يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس.

• طبقة الأوزون في الغلاف الجوي تلعب دورًا حيويًا في حماية جميع الكائنات الحية.

يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس: فقد تم تحديد أكبر أهمية للأوزون في أنه يقوم بحماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة للشمس، إذ توجد طبقة الأوزون في المنطقة العليا من الستراتوسفير حيث تحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تنبعث من الشمس ومن الممكن أن تتسبب تلك الإشعاعات في الإصابة بسرطان الجلد عند البشر، إذ أن الأشعة فوق البنفسجية تقسم جزيء الأكسجين لذرات أكسجين حرة، ثم تتحد ذرات الأكسجين الحرة تلك مع جزيء الأكسجين مكونة الأوزون، وتقع تلك الطبقة على مسافة 12-15 ميلاً من سطح الأرض أي أنها قريبة من الأرض.

طبقة الأوزون في الغلاف الجوي تلعب دورًا حيويًا في حماية جميع الكائنات الحية: على الرغم من أن غاز الأوزون ضارًا لسطح الأرض، إلا أن الأوزون في الغلاف الجوي له دور هام في حماية كل الكائنات الحية، إذ أن الشمس تنشر الأشعة فوق البنفسجية الضارة بالكائنات الحية، ثم تقوم تلك الطبقة بامتصاص الإشعاعات ومنعها من دخول السطح الخارجي للأرض، وتتواجد طبقة الأوزون في طبقة الستراتوسفير من الغلاف الجوي للأرض، ثم تعمل الطبقات التي تحتل الجزء السفلي من الغلاف الجوي على إزالة الملوثات غير المرغوبة من سطح الأرض.

خصائص الأوزون

إن غاز الأوزون مثله مثل أي غاز آخر، له عدد الخصائص التي تميزه عن غيره، ومنها:

• عندما يكون الأوزون في حالته النقية يصبح لونه أزرق ورائحته مزعجة وقوية ولكن في نطاق محدود، فيما عدا هذا تكون رائحته طيبة.

• لديه مقدرة على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية التي توجد في المنطقة فوق البنفسجية والتي تتراوح ما بين 220-290 نانومتر من الطيف الجوي.

• تغلي تلك الصورة من الأكسجين عند 161.2 كلفن مشكلة بلورات بنفسجية زرقاء عندما تصلب، وتذوب عند 80.6 كيلو.

• ذلك التآصل من العوامل المؤكسدة القوية، إذ أن الأوزون مركب ليس مستقرًا في ظل الظروف العادية ويتحلل سريعًا عند وجود الحرارة مكونًا الأكسجين الناشئ وجزيء الأكسجين.

كيف يتكون الأوزون

يتكون ذلك الشكل المتآصل من الأكسجين من خلال تمرير الأكسجين الجاف بواسطة كهربائي بارز مع جزيء الأكسجين ليُعطي 5-10 ٪ من الشكل المتآصل للأكسجين، ثم يتكون الأوزون، هكذا: 

• O2 + O → O3

• 3O2 ⇌ 2O3 – طاقة (تفاعل ماص للحرارة)

ولا يكون الأوزون مستقرًا فيتحلل للأكسجين الجزيئي، ثم يتم المحفاظة على التوازن الديناميكي ما بين تكوين وتحلل الأوزون، ثم تأخذ طبقة الأوزون الواقية تلك في النضوب نتيجة وجود مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC).

وحينما تُطلق مركبات الكربون الكلورية فلورية في الغلاف الجوي تمتزج مع غازات الغلاف الجوي لتصل إلى طبقة الستراتوسفير، وعند وجود الأشعة فوق البنفسجية تنكسر مكونةً جذور الكلور، ثم يتفاعل شق الكلور مع الأوزون لتشكيل أول أكسيد الكلور وجزيء الأكسجين، كما في المعادلة التالية:

• CF2Cl2 (g) → Cl (g) + CF2Cl (z)

• Cl (g) + O3 (g) → ClO (g) + O2 (g).