طبقة الأوزون: قصة أنجح تدخل بشري في حماية البيئة

طبقة الأوزون: قصة أنجح تدخل بشري في حماية البيئة

الكاتب: علي رضا كديور (خريج الإحصاء ومحلل بيانات)

المصدر: دقيقة للتأمل (مجلة دقيقه التحليلية)

قبل بضعة عقود، تصدرت طبقة الأوزون عناوين الأخبار العالمية. ففي منتصف ثمانينيات القرن الماضي، اكتشف العلماء أن سرعة تلاشي جزيئات الأوزون في الطبقة الثانية من الغلاف الجوي للأرض بلغت من الشدة حداً قد لا يبقي معه شيء حتى نهاية الحياة على الكرة الأرضية. لقد استحوذت أزمة طبقة الأوزون على الاهتمام لدرجة أن نقاش "ثقب الأوزون" شق طريقه إلى الأحاديث اليومية. فمثلاً، ربما كنت ترغب في شراء مثبت شعر أو بخاخ ما فيقول لك صديقك "لا تشتره، فطبقة الأوزون ستُثقب!". لكن اليوم لا أثر لذلك في الأخبار. فما هي القصة؟!

لقد خرجت مسألة تناقص سُمك طبقة الأوزون من الأخبار العالمية، لأنه ومن خلال جهد واسع واستثنائي، وصل إنتاج وانبعاث المواد المدمرة لطبقة الأوزون في العالم إلى ما يقارب الصفر. إن قصة طبقة الأوزون هي مثال تعليمي ومبعث للأمل في مواجهة أزمة بيئية كبرى، لأنه وعلى عكس العديد من المسائل المعقدة والمستعصية اليوم، فقد نجح المجتمع البشري في "حلّها".

قصة طبقة الأوزون بلغة بسيطة

يتكون جزيء الأوزون (O3) من ثلاث ذرات أكسجين. يُعتبر الأوزون في هواء المدن ملوثاً، ويؤدي استنشاقه إلى اضطرابات تنفسية. ولكن بعيداً قليلاً عن سطح الأرض، على ارتفاع يتراوح بين 16 و48 كيلومتراً في الطبقة الثانية من الغلاف الجوي (الستراتوسفير)، تعمل جزيئات الأوزون كدرع متين يمنع وصول الأشعة الخطيرة من الشمس إلى الأرض ويحمي الحياة على الكرة الأرضية. ما يقرب من 90% من الأوزون الموجود في الغلاف الجوي للأرض يقع في هذه الطبقة التي يبلغ سُمكها 32 كيلومتراً والتي تُسمى "طبقة الأوزون".

بالطبع، لا يغلب جزيء الأوزون عددياً في طبقة الستراتوسفير على الإطلاق. فمن بين كل مليون جزيء موجود في هذه الطبقة، لا يوجد سوى 1 إلى 10 جزيئات من الأوزون، والباقي أكسجين ونيتروجين، ولكن هذه الكمية كافية لامتصاص 95 إلى 99.9 بالمائة من أشعة الشمس عالية الطاقة مثل الأشعة فوق البنفسجية في طبقة الأوزون، لتستمر الحياة على الأرض.

اكتُشفت طبقة الأوزون لأول مرة على يد عالمي فيزياء فرنسيين هما شارل فابري وهنري بويسون في عام 1913. فقد لاحظا اختلافاً في الإشعاع الشمسي على سطح الأرض عند الارتفاعات العالية، واستنتجا أن جزءاً من الأشعة يُمتص على ارتفاع معين من سطح الأرض. وأظهرت تجاربهما اللاحقة أن الفضل في ذلك يعود للأوزون.

أدت أهمية الأوزون في طبقة الستراتوسفير إلى إنشاء محطات متنوعة لقياس الأوزون منذ ثلاثينيات وحتى ستينيات القرن الماضي. وقد نشأت هذه المحطات بجهود عالم فيزياء وأرصاد جوية إنجليزي يُدعى غوردون دوبسون. وقد سُميت وحدة قياس التركيز العمودي للأوزون في الستراتوسفير باسم هذا العالم نفسه.

غريب ولا يُصدق؟!

في سبعينيات القرن العشرين، لاحظ علماء وكالة ناسا لأول مرة انخفاضًا في تركيز الأوزون في طبقة الستراتوسفير. لكنهم أرجعوا ذلك إلى خطأ في معدات القياس الجديدة وإلى التقلب الطبيعي في سُمك طبقة الأوزون خلال فصول السنة المختلفة. غير أن تركيز الأوزون في القطب الجنوبي قيس بالطرق السابقة أيضًا من قبل باحثين بريطانيين، وسُجل أدنى مستوى له خلال ما يقرب من أربعة عقود. وكان هذا المقدار أقل بنحو 10% من التركيز المعتاد للأوزون في هذه الطبقة.

الخطوة الأولى لاكتشاف «السبب الرئيسي»

في عام 1974، نشر ماريو مولينا وشيروود رولاند، وهما أستاذان للكيمياء في جامعة كاليفورنيا، مقالة مهمة في مجلة نيتشر. عرّفت هذه المقالة مادة من صنع الإنسان تُدعى كلوروفلوروكربون (CFC) بأنها السبب الرئيسي لتدمير طبقة الأوزون. ورغم أن هذه المقالة جذبت اهتمامًا كبيرًا وكانت نقطة انطلاق لبعض الأنشطة مثل المقاطعات المحدودة لمنتجات CFC، إلا أنها لم تنجح في دفع الحكومات إلى التحرك. فعمق الكارثة لم يكن قد فُهم بعدُ على نحو صحيح. في ذلك الوقت، عندما كان يُتحدث عن تدمير طبقة الأوزون، كان التصور السائد هو أنه لا تزال هناك عدة قرون قبل الوصول إلى وضع خطير.

يتكون CFC من 4 ذرات كلور، وذرة فلور واحدة، وذرة كربون واحدة، وهو ذو تفاعلية منخفضة جدًا. إنه غير سام وتكلفته النهائية منخفضة للغاية. هذه الأمور بالذات جعلته، عندما اختُرع ودخل السوق في ثلاثينيات القرن العشرين، يلقى استحسانًا واسعًا في الصناعات. عُرفت مركبات CFC أيضًا بالاسم التجاري فريون، واستُخدمت في صناعة الثلاجات والمبردات الأخرى، وبخاخات التثبيت ومعطرات الجو، ومثبتات الشعر، وصناعات التعبئة والتغليف، والمذيبات الصناعية، ووقود الصواريخ وغيرها. في بعض الصناعات كصناعة الثلاجات، حل غاز الفريون محل مادة سامة كانت تشكل خطرًا على حياة الأشخاص إذا تسربت عرضيًا من الثلاجة، ولهذا السبب استحوذ بسرعة على هذه الصناعة. إضافة إلى هذه الأمور، فإن الاستقرار العالي وعدم التفاعلية لمركبات CFC جعلا القلق بشأن تلويثها في الطبيعة ضئيلًا.

ذرة كلور واحدة تتحدى مئات الآلاف من جزيئات الأوزون

لكن المسألة لم تنتهِ عند هذا الحد. أوضح رولاند ومولينا في مقالتهما أنه على الرغم من أن CFC يتمتع باستقرار كبير جدًا ويبقى في الغلاف الجوي ما بين 40 و150 عامًا، إلا أنه عندما يعبر الطبقة الأولى من الغلاف الجوي للأرض ويصل إلى طبقة الأوزون في الستراتوسفير، يفقد استقراره بفعل اصطدام أشعة الشمس القوية به. يتسبب الإشعاع فوق البنفسجي الشمسي في تحلل CFC وفقدان ذرة الكلور الخاصة به. يتفاعل الكلور المنطلق من هذا التفاعل مع الأوزون (O3) لينتج جزيء أكسجين (O2) وأحادي أكسيد الكلور (ClO). بعد ذلك، يحدث تفاعل جديد يؤثر في كل شيء. يطلق أحادي أكسيد الكلور (ClO) بجوار ذرات الأكسجين (O) الشاردة جزيء أكسجين (O2) وكلورًا (Cl)، وتصبح ذرة الكلور وحيدة مرة أخرى. هذا يكفي لتتجه ذرة الكلور نحو جزيء أوزون جديد وتدمره، وتستمر دورة تدمير الأوزون بواسطة ذرة كلور واحدة.

تدمير يفوق التصور الأولي

في مقال مولينا ورولاند، كان يُتصور أن احتمال حدوث التفاعل الثاني ليس كبيراً مقارنة بالتفاعل الأول. لكن عندما أُرسل فريق من الباحثين برئاسة سوزان سولومون إلى القطب الجنوبي لمزيد من التحقيق في المسألة، لم يؤكدوا فقط وصول مركبات الكلوروفلوروكربون إلى القطب الجنوبي مع التيارات الهوائية ودورها البارز في تدمير طبقة الأوزون، بل وجدوا أيضاً أن التفاعل الثاني محتمل جداً ويحدث بسهولة في الستراتوسفير. بعبارة أخرى، ذرة كلور واحدة فقط في طبقة الأوزون تكفي لتدمير مئات الآلاف من جزيئات الأوزون في طبقة الستراتوسفير. وجد هؤلاء الباحثون أن تدمير طبقة الأوزون يحدث بسرعة تفوق بكثير ما كان يُتصور سابقاً. أعلنت سولومون وزملاؤها في عام 1987 أن تركيز الأوزون في منطقة أوسع من قارة أمريكا فوق القطب الجنوبي قد انخفض بأكثر من 30% مقارنة بكميته المعتادة.

لم يعد الحديث هذه المرة عن قرون من الفرصة لترميم طبقة الأوزون وإعادة تأهيل البيئة. كنا في قلب الكارثة. لم يتبق سوى بضعة عقود على الدمار الكامل لطبقة الأوزون. مع انخفاض تركيز الأوزون، تصبح الحياة على الكرة الأرضية بلا دفاع. ترتفع إحصائيات سرطان الجلد بشكل هائل، ويصبح جميع الكائنات الحية تحت التهديد، ويتعرض النظام البيئي لاضطرابات شديدة.

ائتلاف شامل لحل المسألة

رأى المجتمع الدولي الخطر قريباً منه، وأخذ هذه المرة مرجعية العلم على محمل الجد. في العام نفسه، أُعدت معاهدة دولية ووُقعت في مونتريال بكندا. في هذا الاتفاق، أُلزمت الدول بإزالة جميع المواد المدمرة لطبقة الأوزون مثل مركبات الكلوروفلوروكربون من صناعاتها ومنتجاتها واستبدالها بمواد غير مدمرة. وقعت جميع الدول هذه المعاهدة ووضعت إزالة المواد المدمرة على جدول أعمالها ابتداءً من عام 1989. بدأ خفض استهلاك هذه المواد في العام نفسه واستمر في السنوات التالية.

وصف كوفي عنان، الأمين العام للأمم المتحدة، في عام 2003 بروتوكول مونتريال بأنه أنجح معاهدة دولية حتى ذلك اليوم. وفي السنوات اللاحقة، أعلن العلماء أن تدمير طبقة الأوزون قد توقف، وأُعلن في عام 2016 أن تعافي طبقة الأوزون قد بدأ بعد عدة عقود من الضرر البشري، وأنها ستعود إلى وضعها السابق في عام 1980 بحلول عام 2060.

دروس طبقة الأوزون لليوم

السؤال الآن هو: لماذا لم يستطع المجتمع البشري، مع هذا السجل المشرق في حل مشكلة بيئية كبرى، أن يخطو خطوة فعالة بعدُ في مواجهة مشكلة أخرى مثل الاحتباس الحراري، ويقلل من اعتماده على الوقود الأحفوري كالنفط والغاز والفحم الحجري؟ لا يزال القسم الأعظم من إمدادات الطاقة في العالم يتم عبر احتراق الوقود الأحفوري. إذا كان إنتاج وانبعاث المواد المستنفدة لطبقة الأوزون قد ألحق ضررًا مروعًا بالبيئة في أقل من نصف قرن ووحّد المجتمع البشري لتغيير نهجه فورًا، فلماذا لم يُفضِ احتراق الوقود الأحفوري لأكثر من قرن، وعلى نطاق لا يُقارن بذلك مطلقًا، إلى أي إجراء فعال حتى الآن؟!

المتطلبات الأساسية لحل المشكلات الكبرى

تلخص سوزان سولومون، التي خطت خطوات مهمة لإقناع المجتمع الدولي بمواجهة أزمة طبقة الأوزون، أسباب هذا النجاح في ثلاثة عوامل تبدأ بحرف P:

1- الإدراك الشخصي والملموس للمشكلة (Personal): كان الجميع يفهمون سرطان الجلد ويدركون التهديد الذي يطال حياتهم شخصيًا.

2- قابلية القياس المستمر (Perceptible): كانت هناك طرق متنوعة لقياس المؤشرات المختلفة ورصد تركيز الأوزون في الستراتوسفير، وكذلك معدل انبعاث المواد المستنفدة للأوزون مثل مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC)، وكانت تُنشر باستمرار.

3- أفكار قابلة للتنفيذ للاستبدال والابتكار (Practical): لم يكن ابتكار مادة بديلة للكلوروفلوروكربون دون خصائصها المدمرة في طبقة الأوزون وطرحها في السوق أمرًا بالغ الصعوبة على العلماء والصناعيين. لقد نجحوا في غضون عام واحد في إنتاج مادة تسمى الهيدروفلوروكربون وطرحها في السوق. وعلى الرغم من أن هذه المادة صُنفت لاحقًا ضمن الغازات الدفيئة وسيتعين التفكير في استبدالها أيضًا في المستقبل، إلا أنها على الأقل لم تكن تحمل الخصائص الخطيرة لمركبات CFC.

ثم تجادل سولومون بأن ما يربط العوامل الثلاثة المذكورة أعلاه ببعضها البعض ويجعل حل المشكلة ممكنًا هو عامل أكبر يبدأ بحرف P:

نقل المشكلة إلى المجال العام وإثارة الوعي الاجتماعي على مختلف المستويات (Public)

في مسألة طبقة الأوزون، أُثيرت الحساسية العامة أولاً في مختلف الشرائح الاجتماعية وانعكست في الحياة اليومية، ثم تحولت إلى برامج وقوانين ونُفذت.

مرجعية العلم

من النقاط الأخرى الجديرة بالملاحظة في قصة طبقة الأوزون هي "مرجعية العلم". في هذه المواجهة، يتشكل العزم العام على اتخاذ خطوات فعالة عندما يتم تحديد "السبب الرئيسي" للأزمة بأساليب علمية متنوعة، ويتم تقييم اتساقها وتأكيده، ولا يبقى مجال للتكهنات التي لا أساس لها.

كما أن مصداقية المؤسسات العلمية كالجامعات والمجلات تبلغ حداً يمكنها من تقديم أفضل صياغة للمسألة وإظهار الاستهداف الصحيح لصانع السياسة. إذا ما تم المساس بمرجعية ومصداقية العلم والمؤسسات العلمية، فلن تتمكن من أداء دورها الحاسم في القضايا الكبرى.

تمرين على مواجهة الأزمة الكبرى

على الرغم من أن المجتمع العالمي يبدو اليوم أكثر تشظياً مما كان عليه قبل بضعة عقود، وهناك قادة على رأس الأمور ينسون المقاربات العلمية بسهولة، إلا أن التجارب القيمة مثل التحرك في الوقت المناسب لمنع تدمير طبقة الأوزون، أو تطعيم أكثر من نصف سكان العالم في أقل من عام، لا تزال قادرة على إبقاء بارقة الأمل حية لحل مسائل أكبر من ثقب الأوزون وجائحة كورونا. في الوقت الحالي، أكبر مسألة تؤثر على حياة البشر هي جائحة كورونا التي تم اتخاذ خطوة فعالة للتغلب عليها عبر إنتاج اللقاح. لكن الاعتماد الشديد على الوقود الأحفوري، والتلوث البيئي، والاحتباس الحراري، سيواجهنا قريباً بأزمة أشد رعباً بكثير من المسائل السابقة. لن يُحل الاحتباس الحراري بالتطعيم الواسع، بل سيتطلب تغييراً أكبر بكثير من الحالات السابقة.

.

---

.