كيف تحطم مركبات الكلوروفلوروكربون طبقة الأوزون؟

مركبات الكلوروفلوروكربونات ، أو مركبات الكربون الكلورية فلورية ، هي فئة من الغازات كانت تستخدم على نطاق واسع كمبردات ووقود دفع. على الرغم من أنها غير سامة ومفيدة للغاية ، مركبات الكلوروفلوروكربون تدمر طبقة الأوزون، الطبقة الرقيقة من الغلاف الجوي العلوي للأرض التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية من الشمس. نظرًا لأن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تسبب سرطان الجلد لدى البشر ، فإن الضرر الذي يلحق بطبقة الأوزون له عواقب وخيمة محتملة على صحتك.

مركبات الكربون الكلورية فلورية غير تفاعلية إلى حد ما. هذه الميزة نفسها تجعلها جذابة مثل المواد الكيميائية الصناعية وخطرة على البيئة. نظرًا لأنها غير تفاعلية للغاية ، فإنها تتحلل ببطء شديد عند إطلاقها في الغلاف الجوي ، مما يمنحها الوقت للوصول إلى طبقة الغلاف الجوي للأرض المسماة الستراتوسفير. عدة أميال فوق سطح الأرض في طبقة الستراتوسفير توجد طبقة غنية بغاز يسمى الأوزون. يتكون كل جزيء من الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين ، على عكس جزيئات غاز الأكسجين العادية التي تحتوي على ذرتين فقط من الأكسجين.

عندما تتعرض لأشعة فوق بنفسجية قوية ، تتحلل مركبات الكربون الكلورية فلورية أخيرًا لتطلق ذرات كلور وحيدة مع إلكترون غير مزدوج. ذرات الكلور هذه غير مستقرة بشكل كبير وتتفاعل مع الأوزون لتفتيته إلى أكسجين من خلال نوع من التفاعلات المتسلسلة. يمكن لذرة كلور واحدة أن تتفاعل مع ما يصل إلى 100000 جزيء من الأوزون قبل أن تتحد أخيرًا مع ذرة أخرى لتكوين مركب مستقر. لهذا السبب يمكن حتى لأعداد صغيرة من جزيئات الكلوروفلوروكربون تدمير كميات كبيرة من الأوزون وتظل نشطة في الغلاف الجوي العلوي لفترات طويلة من الزمن.

على الرغم من أن مركبات الكربون الكلورية فلورية هي نتاج نشاط بشري ، إلا أن البراكين يمكن أن تساهم في الضرر من خلال جعل هذه العوامل المدمرة للأوزون أكثر تدميراً. تناثرت جزيئات الغبار الصغيرة بسبب الانفجارات البركانية مثل ثوران جبل عام 1992. يصل Pinatubo في الفلبين إلى الغلاف الجوي العلوي ويتداخل مع التفاعلات الكيميائية التي تزيل ذرات الكلور. عندما يحدث هذا ، تظل ذرات الكلور نشطة لفترة أطول من الوقت ، وبالتالي يكون لديها فرصة لتحطيم العديد من جزيئات الأوزون.

لا تبقى مركبات الكربون الكلورية فلورية نشطة إلى أجل غير مسمى ، بالطبع ؛ بمرور الوقت ، تحول التفاعلات الكيميائية ذرات الكلور إلى مركبات أخرى أكثر استقرارًا لا تكسر الأوزون. هذا هو السبب في أن مستويات الكلوروفلوروكربون في الستراتوسفير ستنخفض تدريجياً طالما توقف البشر عن إضافة هذه الغازات إلى الغلاف الجوي. بالنظر إلى الوقت الكافي مع عدم وجود مركبات الكربون الكلورية فلورية ، يمكن لطبقة الأوزون أن تتعافى في النهاية من الضرر ، لأن الأوزون يتكون في الغلاف الجوي العلوي من خلال عمليات كيميائية طبيعية. تم التخلص التدريجي من إنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية بحلول منتصف التسعينيات من خلال اتفاقية دولية تسمى بروتوكول مونتريال. وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية ، يعتقد العلماء أن طبقة الأوزون قد تعود إلى مستوياتها الطبيعية في وقت ما بعد عام 2060.