موضوع بحث علمي عن طبقة الأوزون،واهميتها في حماية الأرض

طبقة الأوزون المعروفة  باسم درع الأوزون،هي طبقة مكونة من مزيج من ذرة الأكسجين (O) مع جزيء الأكسجين (O ₂ ) وينتج الأوزون (O ₃ ) بكميات كبيرة، والتي بدورها ينتج عنه طبقة واقية في الغلاف الجوي للأرض.تحجب طبقات الأوزون الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس وتحمي العمليات البيولوجية على الأرض والتي تعتبر ضرورية لاستمرار الحياة.لذلك في نقوم بإنشاء موضوع بحث شامل عن طبقة الأوزون لذكر كافة التفاصيل عن أهميتها في حماية الأرض واسباب تآكلها،وطرق الحفاظ عليها .تابع قراءة المقال كاملاً.

مقدمة بحث عن طبقة الأوزون

في هذا الموضوع سنقوم بإنشاء بحث عن طبقة الأوزون المتواجدة بين طبقات الغلاف الجوي للأرض ،فمن المعروف ان طبقة الاوزون عبارة عن الغلاف الأيوني والذى يحدث في الغلاف الجوي وعلى وجه التحديد من 15 الى 35 كم فوق سطح الأرض، وتتكون طبقة الغلاف الجوي العليا من 90% من الاوزون.وتجدر الإشارة ان طبقة الاوزون من اساسيات الحياه الآدمية فهي من اهم ما يحمى الناس من أشعة الشمس المؤذية، والتي يمكن ان تقل أطوالها الموجية عن 290 متر كما انها ايضًا تحمي الكرة الارضية من الأشعة الفوق البنفسجية.

أولاً طبقات الغلاف الجوي

يتكون الغلاف الجوي للأرض من خمس طبقات رئيسية وعدة طبقات ثانوية:

• تروبوسفير: يمتد تروبوسفير الأرض من سطح الأرض إلى ارتفاع يبلغ في المتوسط ​​حوالي 12 كيلومترًا ،وتحتوي على حوالي 99 في المائة من كل بخار الماء والهباء الجوي.كما  تنخفض درجات الحرارة عادةً كلما ارتفعت،فهي أكثر طبقات الغلاف الجوي كثافة،يحدث فيها معظم طقس الأرض،وتوجد فيها كذلك جميع السحب.
• الستراتوسفير: تقع على بعد ما يقرب من 12 إلى 50 كيلومترًا  فوق سطح الأرض ، وربما يُعرف الستراتوسفير بأنه موطن طبقة الأوزون على الأرض ، والتي تحمينا من أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة.
• الميزوسفير: تقع ما بين 50 و 80 كيلومترًا فوق سطح الأرض ، يصبح الغلاف الجوي أكثر برودة مع الارتفاع.((Layers of Earth’s Atmosphere-scied.ucar.edu))
• ثيرموسفير: تقع بين 80 و 700 كيلومتر فوق سطح الأرض ،وهو الغلاف الحراري ، الذي يحتوي الجزء السفلي منه على طبقة الأيونوسفير.حيث تزداد درجات الحرارة مع الارتفاع بسبب الكثافة المنخفضة جدًا للجزيئات الموجودة.
• إكزوسفير: يقع الغلاف الخارجي على ارتفاع ما بين 700 و 10000 كيلومتر  فوق سطح الأرض ، وهو أعلى طبقة من الغلاف الجوي للأرض .
• حافة الفضاء الخارجي: على الرغم من عدم وجود حدود واضحة بين المكان الذي ينتهي فيه الغلاف الجوي للأرض ويبدأ الفضاء الخارجي ، يستخدم معظم العلماء ترسيمًا يعرف باسم خط كارمان لتحديد نقطة الإنتقال او القرب من الفضاء.

اقرأ المزيد:

موضوع بحث عن خصائص الكائنات الحية, ملف يشمل 10 صفات مشتركة

تعريف طبقة الاوزون

طبقة الاوزون قد عرفها العلماء بأنها مجموعه من الغازات الحاضرة في الرياح اتحدت مع بعضها لتنتج لنا طبقات تدخل في تكوين الغلاف الجوي،وهي متمركزة بشكل كبير في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير من الغلاف الجوي.والتي لا غنى للإنسان عنها إذ انها من اهم مسببات الحياة فيما يتعلق للبشر وتتخذ اللون الازرق لون لها.((ozone layer-education.nationalgeographic)) وقد رمز العلماء الى غاز الأوزون المتواجد في هذه الطبقات بالرمز o3 وداع حيث انها تتكون من ثلاث ذرات من الاكسجين المتحدة مع بعضها القلائل والمترابطة، ويصل سمك هذه الطبقة من 2إلى 80 كيلو مترًا.

وتجدر الإشارة بان في الاصل ذرات الاوزون تتشكل من ذرتين من الاكسجين التي تتحد مع غيرها، وتصبح عقب مرحلة من الدهر حرة ثم تتحد مع الذرات التي تصادفها في أعقاب هذا. وحينما تتصادم مع ذرة اكسجين اخرى فإنها تتحد برفقتها مكونة بذاك او3 او o3 والذي استقر علميا انه يصلح للتنفس للإنسان دون أن يكون سببا في ضررًا لهم.

اكتشاف طبقة الاوزون

اُكتشفت طبقة الأوزون في الغلاف الجوي من قبل الفيزيائي الفرنسي تشارلز فابري بالترتيب مع الفيزيائي هنري بويسون عام 1913، ولذا على يد استطلاع أن التركيب الكيميائي للأوزون له القدرة علي امتصاص الأشعة فوق البنفسجية من الشمس، وقد قام بذلك بواسطة وضع مقاييس للتحليل الطيفي، واستخدام اجهزة خاصة بقياس الأطوال الموجية المخصصة بالضوء.

نشأة طبقة الاوزون

ويُعتقد أن طبقة الأوزون تكونت وتشكلت وامتلكت مواصفات باستطاعتها حماية الأرض منذ ما يُقارب ستمائة مليون عام، ويعود طليعة تكوُن الأوزون في الغلاف الجوي إلى ما يكثر عن 2مليار عام. والتي عُرفت باسم  الطحالب الخضراء المُزرقة (Blue-green algae) باستعمال عملية البناء الضوئي لإنتاج غاز الأكسجين الجزيئي (O2) إضافة إلى قليل من المواد العضوية، إذ انتفعت تلك الطحالب من الطاقة الشمسية لتغيير جسيمات الماء (H2O) وثنائي أكسيد الكربون (CO2) إلى أكسجين ومواد عضوية.و نتيجةً لنشاطات البناء الضوئي بدأ الأكسجين الجزيئي (O2) بالتراكُم في طبقات الغلاف الجوي المختص بالأرض، وفي الطبقات العليا بدأت قليل من جسيمات الأكسجين تتفكك لتكون ذرتين مُنفصلتين من غاز الأكسجين (O).((Ozone Basics – Ozone Layer – NOAA))

اهمية طبقة الاوزون

من الجوهري جدًا أن نعلم جميعًا ان طبقة الاوزون اهم مسببات الحياة على الكره الأرضية في كل الاوقات، فان الشمس تقوم بتدشين إشعاعات فوق بنفسجية وأيونية وغيرها من الأشعة المؤذية. وتقوم طبقة الأوزون بدورها بصد ومنع هذه الأشعة وامتصاصها حتى لا يتعرض لها الإنسان.كما انها قد تؤدى الى العديد من الأمراض الخطيرة على صحة الانسان بالسرطانات الجلدية وغيرها من الامراض،بالإضافة الى الأضرار التي قد تتعرض لها جميع اشكال الحياة على الأرض مثل النباتات والحيوانات وغيرها.((طبقة الأوزون-beatona.net))

توضح النقاط التالية أهمية طبقة الأوزون كمكون أساسي للغلاف الجوي للأرض:

• تمتص طبقة الأوزون الإشعاعات الضارة من الشمس ، مما يقلل من مخاطر الإصابة بالسرطان وإعتام عدسة العين ، مما يجعل الحياة على الأرض آمنة من الأشعة الكونية الخطرة.
• إنه يمارس تأثير الاحتباس الحراري ، مما يتيح الحفاظ على الطاقة المشعة من الشمس في شكل حرارة.
• إن وجود الأوزون في طبقة الستراتوسفير ضروري جدًا للحياة على الأرض . بدون هذه الطبقة الواقية ، لن تكون الحياة على الأرض ممكنة.

اقرأ المزيد:

بحث عن الطاقة وانواعها

اسباب إتلاف طبقة الأوزون

ان طبقة الاوزون شأنها شأن أي طبقات اخرى حاضرة في غلافنا الجوي فيمكن ان يقوم الانسان ببعض الأعمال التي قد تؤدى الى الاضرار بها أو قد تنتج هذه الاضرار نتيجة لتفاعلات الطبيعة ،وتنقسم الاسباب التي تؤدي الي تآكل طبقة الاوزون الي سببين:

1- اسباب بشرية

ومن اهم الاسباب الطبيعية التي تؤدي الي تاكل طبقة الاوزون الاتي:

• وقود الطائرات من اوائل المسببات لإتلاف طبقة الأوزون إذ ان قليل من الطائرات تطلق قليل من الاكاسيد النيتروجينية، والتي لها أضخم إثر في تفتيت طبقة الأوزون مثل اول اكسيد النيتروجين وثاني اكسيد النيتروجين.
• تسبب قليل من الغازات ايضًا والتي تنتج من عدد محدود من الآلات والمعدات. التي يستعملها الانسان في وجوده في الحياة اليومية في تلف طبقة الأوزون مثل العربات واجهزة التكييف. والتي تقوم بإصدار غازات تشتمل على كلور فلور كربون. وهي غازات ضارة قد تؤدى الى احتباس الغازات الدفيئة والاضرار بطبقة الأوزون بأسلوب صارم.
• ايضا المركبات القاتلة للحشرات الزراعية التي يستعملها الانسان لري المنتج الزراعي . والتي تتضمن على سيارات بروميد الميثيل فإنها يقع تأثيرها على طبقة الأوزون. فبالرغم من ان هذه المركبات القاتلة للحشرات التي تعاون في تنقية المنتج الزراعي والحفاظ عليها. ولا ضرر منها على الانسان الا ان ضرره يقبع في انها مضره الغلاف الجوي وتسفر عن ضررًا عارمًا له.((Causes of the depletion of the ozone layer and its effects on humans-scirp.org))
• الهالونات وهي هذه المواد التي يستعملها الوفائيون في إخماد الحرائق. فهي برغم من انها هادفة جدًا في اطفاء الحرائق سوى انها تتسبب في الكمية الوفيرة من التلفيات بطبقة الأوزون.
• من أخطر ما يكون سببا في الضرر ايضًا في طبقة الأوزون هي التفجيرات الهوائية او المساعي النووية. والتي ينتج عنها الغازات النووية وهي من اشد ما يكون سببا في اتلاف في طبقة الأوزون. وقد توصل العلماء الضرر الناتج من هذه المحاولات والتفاعلات النووية بحوالي من 20 الى 90 بالمئة من الاضرار.
• الأدخنة والغازات التي تطلقها الآلات والمعامل في الغلاف الجوي والتي تنتقل الى طبقة الأوزون. وتتسبب في العدد الكبير من الاضرار فيه وايضًا أدخنة المصانع واحتراق مخلفاتها فهي مضره جدًا.

اقرأ المزيد:

موضوع بحث عن اهمية الصناعة

2- العوامل الجيوفيزيائية التي تسبب اتلاف طبقة الاوزون

الأسباب الجيوفيزيائية،هي اسباب طبيعية تؤدي الى تأكل طبقة الأوزون ، و من ضمن هذه العوامل الأعاصير و النشاط الشمسى والتي تكن من تصرف الطبيعة.ويعد ايضا تفجر البراكين سببا آخر يؤدي الي تاكل الاوزون، فإن البراكين حينما تنفجر انها تطلق كلوريد الهيدروجين.وهذه الغازات من اشد الغازات فتكا بطبقة الأوزون. وهي تنطلق الى الغلاف الجوي وتتسبب في تلفه وإلحاق اضرار كبيرة به.إذ انه حالَما ينطلق كلوريد الهيدروجين وكبريتيد الهيدروجين إلى الأحوال الجوية. فان سلسلة من التفاعلات تتم بين هذه العربات وبين غاز الأوزون الراهن في طبقة الأوزون،و يؤدي الي تآكلها.((Basic Ozone Layer Science-epa.gov))

اضرار تعرية طبقة الأوزون

• زيادة نسبة الأشعة المؤذية المقبلة من الشمس وتشكيل طبقة تشوش للعديد من أيام قد تكون ضارة الكائنات الحية.
• االاصابة بالعديد من الأمراض السرطانية الجلدية وزيادة حجم الاحتباس العالمي.
• متغيرات مناخية جسيمة لا يتحملها بدن الإنسان مثلما انه ايضًا قد يصدر صعوبة التنفس وإجهاد عام. والعديد من الاضرار الاخرى التي قد تهدد حياة الإنسان وتكون ضارة باحتماليه استمرار الحياة على سطح كوكب الارض.
• تفقد النباتات لقيمتها الغذائية والحاق الضرر بها . مثلما انه يترك تأثيرا ايضًا على الحياة البحرية وقد يتسبب في موت الكائنات البحرية.((خبراء في مجال البيئة: تآكل طبقة الأوزون في الغلاف الجوي يهدد الحياة على سطح الأرض-petra.gov.jo))

كيفية حماية طبقة الاوزون

يمكن حماية طبقة الاوزون من التأكل عن طريق استخدام التقنيات الاتية:

1. التقليل من استخدام الغازات الضارة.
2. استخدام سيارات صديقة البيئة عوضا عن السيارات التي تنتج العوادم التي تسبب تآكل طبقة الاوزون.
3. الحفاظ علي صيانه مكيفات الهواء.حيث انه عند تلف مكيفات الهواء يتسرب غاز الكلوروفلوروكربون الذي يرتفع الي طبقات الغلاف الجوي فيخترق طبقة الاوزون ويسبب تآكلها.

خاتمة بحث عن طبقة الأوزون

في نهاية  هذا البحث عن طبقة الأوزون نحب ان نشكر الله على حُسن خلقه وابداعه في الخلق.كما يجب ان نتعاون في حماية الأرض والحفاظ عليها من الأضرار الخارجية ،وأن نتجنب استخدام اي وسائل تساعد على إتلاف تكوينها.ولذلك هنالك العديد من الأنشطة التي تم بذلها في الزمن الجاري لتأمين طبقة الأوزون، فقد تم حظر العدد الكبير من السيارات التي كان سببا في التلفيات للغلاف الجوي، مثلما تمّ إنفاذ المصانع في وضع مصافي وفلاتر على أبواب المداخن، ولذا ليتم إلى الاعتماد بأسلوب مستديم على وسائط الطاقة النقية التي تجسد بأنها صديقة للبيئة، فهي لا تتسبب في مضارًا في طبقة الأوزون.((اليوم الدولي للحفاظ على طبقة الأوزون 16 سبتمبر-cairo.gov.eg)) إذ أن حراسة تلك الطبقة تقع على عاتق كل شخص، لأن الخلل الذي ينتج ذلك في طبقة الأوزون هو خلل على العموم لا يمكن حصره فوق منطقة أو جماعة محددة.

اسئلة شائعة

ما هو ثقب الأوزون؟

هي كتلة كبيرة متآكلة من طبقة الأوزون متواجدة فوق القطب الجنوبي،ويظهر الثقب في أجهزة المسح الجيولوجي في شهري أغسطس وسبتمبر من كل عام فوق القارة القطبية الجنوبية.مع العلم أن طبقة الأوزون على مستوى كوكب الأرض تتناقص بنسبة كبيرة كل سنة.

ماذا يحدث عند اتساع ثقب الأوزون؟

اتساع ثقب الأوزون يؤدي إلى تعرض الأرض للأشعة فوق البنفسجية حيث يؤدي ذلك إلى خلل في جهاز مناعة الإنسان والإضرار بالعيون وارتفاع الإصابة بسرطان الجلد.

ما هو غاز الأوزون؟

غاز الأوزون (O3) هو غاز يتكون من ثلاث ذرات أكسجين. إنه منتج طبيعي  يحدث في الغلاف الجوي العلوي للأرض،ويكون درعاً واقياً للأرض من الأشعة الضارة الأتية من الفضاء الخارجي.كما يمكن تحضير هذا الغاز في المعامل واستخدامه في اعمال التنقية.

اين توجد طبقة الأوزون؟

يتركز معظم الأوزون في الغلاف الجوي في طبقة في الستراتوسفير ، على ارتفاع حوالي 9 إلى 18 ميلاً (15 إلى 30 كم) فوق سطح الأرض.

ما هي مكونات طبقة الأوزون في الغلاف الجوي؟

يحتوي جزيء الأوزون (O3) على ثلاث ذرات أكسجين (O) مرتبطة ببعضها البعض.