Ozon Tabakası Neden Delindi

Güneş her ne kadar bize hayatı sunsa da bunu tek başına yapmıyor. Sıcaklığı ve enerjisiyle herkesin çok sevdiği Güneş, aslında Dünya tarafından dizginlendiğinde bize hayatı sunabilir. Eğer Dünya'mız ve atmosferi Güneş'in ışınlarına karşı bir koruma sağlayamasaydı ciddi sıkıntılar bizi bekliyor olurdu.(Ya da olmazdı çünkü biz de olmazdık.) Peki Dünya bunu nasıl yapıyor hiç düşündünüz mü? Dünya'mızın atmosferindeki stratosfer tabakasının bir bölümü olan ozon tabakası, bizler dahil neredeyse Dünya üzerindeki tüm yaşamı Güneş'in tehlikeli ultraviyole ışınlarına karşı koruyor. 

Kafamızın üstünde ozon tabakasının olması rahatlatıcı olsa da aslında her yıl ozon tabakasının üzerinde bir delik açılıyor. İnsan kaynaklı oluşan ve 1987 yılında Montreal Protokolü sayesinde önlem alınmaya başlanan ozon tabakasındaki delik, senenin belirli bir döneminde milyonlarca kilometrekarelik boyutlarda deliniyor. Yaklaşık 30 Türkiye boyutunda olan bu delik her sene Antarktika üzerinde oluşuyor. Bu bilgileri öğrendiğimize göre kendimize şu soruyu sorabiliriz: "Ozon deliği neden Kuzey Kutbu ya da Avrupa'da değil de Antarktika'nın üzerinde oluşuyor?" Bugün sizlere tam olarak bu sorunun cevabını vereceğiz.

Asıl sorumuza geçmeden önce: Ozon tabakası neden deliniyor?

Ozon tabakasındaki delik aslında doğal süreçler nedeniyle de oluşabilir ancak deliğin bu denli büyük olmasının asıl sorumlusu biz insanlarız. İnsanlar tarafından kullanılan klor ve brom maddeleri ozon molekülleri ile tepkimeye girerek aslında bizi koruyan molekülleri ayrıştırıyorlar. Bu da ozon tabakasında bir incelme, dolayısıyla da bir delik oluşturuyor.

İnsan nüfusunun yoğunlukta olduğu Kuzey Yarım Küre'den yayılan bu elementler, son derece kararlı yapıya sahipler. Gaz formunda olmalarının yanında uzun ve farklı şartlarda dahi yapılarını koruyabildikleri için rahatlıkla stratosfer tabakasına ulaşabiliyorlar. Buradan da uzun mesafelere ulaşabiliyorlar. Elbette bu yolculukları sırasında klor ve brom gibi elementlerin Antarktika'ya ulaştığını görüyoruz.

Ozon tabakası neden Avrupa'da veya herhangi bir yerde değil de Antarktika'nın üzerinde deliniyor?

Ozon tabakasının Antarktika üzerinde delik oluşturmasının nedeni, kutup bölgelerindeki stratosferik bulutların kimyasal tepkimeler için uygun bir ortam sağlamasından kaynaklanıyor. Ozon molekülleriyle tepkimeye girmeye başlayan klor, brom gibi elementler, stratosferik bulutların içerisinde katı ve sıvı tanecikler oluşmasına neden oluyor. Elbette bu durum da tek başına bir cevap değil. Çünkü Antarktika'daki koşulların bir benzeri de Kuzey Kutbu'nda var ancak burada öyle bir şey yaşanmıyor. Buradaki sebep ise stratosferik bulutların oluşabilmesi için gerekli sıcaklık derecesine ulaşılamaması.

Stratosferik bulutların oluşması için hava sıcaklığının -78 santigrat derecenin altına düşmesi gerekiyor. Antarktika'da günlük sıcaklıklar -90 santigrat dereceye kadar düşebiliyor. Bu da bulutların oluşması için yeterli bir sıcaklık. Kuzey Kutbu'nda ise bu düşüş genelde -80 santigrat derecelerde kalıyor. Bu düşüşü sürekli tutamayan Kuzey Kutbu'nda çoğu zaman stratosferik bulutların oluşması için gerekli olan -78 santigrat derecelik sıcaklıklar görülemiyor. Bu sayede ozon tabakası delikleri kuzey kutbu bölgesinde çok küçük oranlarda oluyor. Antarktika ise özellikle kış ve ilkbahar dönemlerinde rahatlıkla -78 santigrat derecenin altına inebiliyor.

Ozon tabakasının delinmesine karşı nasıl bir önlem alıyoruz?

Ozon moleküllerine zarar veren klor ve brom gibi elementler, insanlar tarafından kullanılan bazı kimyasal bileşiklerde kullanılabiliyor. Özellikle 1987 yılına kadar deodorant, buzdolabı gibi ürünlerde yoğun bir şekilde kullanılan ozon katili elementler, 1987'de yürürlüğe giren uluslararası anlaşma ile bir miktar dizginlendi. Klor ve brom gibi elementlerin kullanımının azaltılması için anlaşan 197 ülke, aynı zamanda dünya üzerindeki en başarılı çevre koruma anlaşmalarından birini yapmış oldular. 

Montreal Protokolü gereğince ülkelerin ozon tabakasına zarar veren 96 kimyasalı aşamalı olarak kaldırması için bir zaman çizelgesi bulunuyor. Buna göre gelişmiş ülkeler 2036 yılına kadar bu kimyasalların kullanımını yüzde 86 oranında düşürecekken gelişmekte olan ülkeler ise 2045 yılına kadar ozon deliğine yol açan kimyasalları yüzde 80 oranında azaltacak. Hala devam etmekte olan bu azaltma kararlı bir şekilde devam ediyor. 1970'li yıllarda kontrolden çıkması öngörülen ozon deliğinin günümüzde kontrol altında tutulduğunu söyleyebiliriz. Yapılan araştırmalara göre 1980 yılındaki seviyelere ulaşılabilmesi için 2060 yılına kadar kararlı bir ilerleme gerekiyor.

Bugün sizlere ozon tabakasındaki deliğin neden Antarktika üzerinde olduğunu açıkladık. Bu tarz içeriklerimizin devamının gelmesini istiyorsanız bizlere yorumlar kısmında yazabilirsiniz.

Kaynaklar: NASA, AUSTRALIAN ANTARCTIC PROGRAM, CSI, Earth, TÜBİTAK

Emoji İle Tepki Ver

15

Ozon Tabakası Nedir?

Ozon Tabakası atmosferin neresinde yer alır? Dünya’nın atmosferi birkaç katmandan oluşur. En düşük tabaka olan troposfer, dünya yüzeyinden yaklaşık 6 mil veya 10 kilometre (km) yüksekliğe kadar uzanır. Hemen hemen tüm insan faaliyetleri troposferde meydana gelir. Gezegendeki en yüksek dağ olan Everest (yaklaşık 9 km) yüksekliğindedir. Bir sonraki katman olan stratosfer, 6 mil (10 km) ila yaklaşık 31 mil (50 km) arasında devam eder. Çoğu ticari uçak stratosferin alt kısmında uçmaktadır. Atmosferik ozon, stratosferdeki ozon tabakası, Dünya yüzeyinin yaklaşık 9 ila 18 mil (15 ila 30 km) üzerinde yoğunlaşmıştır.

Lütfen okuyun: Güneş Enerjisi Nedir? Nasıl Üretilir? (Avantajları ve Dezavantajları)

Stratosferdeki ozon tabakası güneşten gelen radyasyonun bir kısmını emerek gezegenin yüzeyine ulaşmasını önler. En önemlisi, Güneş tarafından üretilen UV (ultraviyole) ışığının ultraviyole radyasyon bandı (UVB) adı verilen kısmını emer. UVB, çeşitli zararlı etkileri olan bir çeşit ultraviyole ışıktır. UVB özellikle DNA’ya zarar vermede etkilidir. Melanom ve diğer cilt kanseri türlerinin bir nedenidir. Ayrıca bazı malzemelere, ekinlere ve deniz canlılarına verilen zararla da ilişkilendirilmiştir. Ozon tabakası Dünya’yı güneşten gelen çoğu UVB’ye karşı korur. Ozon tabakasının varlığında bile şapka, güneş gözlüğü ve güneş kremi giyerek kendini UVB’ye karşı korumak önerilmektedir. Bununla birlikte, ozon incelmesi kötüleştikçe bu önlemler daha önemli hale gelecektir. UVB cilt kanserleri, katarakt, mahsullere ve deniz yaşamına zarar veren bir konumdadır.

Ozon Tabakası Nasıl Oluşur?

Ozon, üç oksijen atomu (O3) içeren bir moleküldür. Herhangi bir zamanda, ozon molekülleri stratosferde sürekli olarak oluşur ve yok edilir. Toplam miktar, ölçüldüğü on yıllar boyunca nispeten istikrarlı kalmıştır.

Bu döngünün ilk aşaması, güneşten gelen kısa dalga boylu UV ışığı bir oksijen gazı molekülüne çarptığında meydana gelir. Işık o kadar fazla enerjiye sahiptir ki, atomları bir arada tutan oksijen bağını kırarak iki oksijen atomu oluşturur. Bu işlemle, oksijen esas olarak kısa dalga boylu UV ışığını emer.

İkinci aşamada, kalan iki oksijen atomu daha sonra iki ayrı ozon molekülü [kaynak: Fahey] oluşturarak, iki oksijen gazı molekülleri üzerine mandallanır.

Kısa dalga boylu UV ışığı, ozon moleküllerini parçalamak için yeterli enerjiye sahiptir (bu, oksijen moleküllerinden daha uçucu ve ayrılması daha kolaydır). Böylece, döngünün üçüncü aşamasında, ozon gazı bir oksijen gazı molekülüne ve bir oksijen atomuna girerek kalan UV ışığının çoğunu emer.

Ozon Tabakasının İncelmesi ve Delinmesi Nasıl Olur?

Bilim adamları, doğal döngüler sırasında normal ozon seviyelerini detaylandıran birkaç on yılı kapsayan kayıtlar oluşturdular. Atmosferdeki ozon konsantrasyonları güneş lekeleri, mevsimler ve enlem ile doğal olarak değişir. Ozon seviyelerindeki her doğal azalmayı bir iyileşme izlemiştir. Bununla birlikte, 1970’lerden başlayarak, bilimsel kanıtlar ozon kalkanının doğal süreçlerin çok ötesinde tükendiğini gösterdi. Ozon tabakası incelmesi küresel ısınma gibi tehlikeli bir durumdur.

Klor ve brom atomları stratosferdeki ozonla temas ettiğinde ozon moleküllerini yok ederler. Bir klor atomu, stratosferden çıkarılmadan önce 100.000’den fazla ozon molekülünü yok edebilir. Ozon doğal olarak yaratıldığından daha çabuk yok edilebilir.

Bazı bileşikler, stratosferde yoğun UV ışığına maruz kaldıklarında klor veya brom salgılarlar. Bu bileşikler ozon tabakasının incelmesine katkıda bulunur ve ozon tabakasını incelten maddeler (ODS) olarak adlandırılır. Klor salgılayan ODS, kloroflorokarbonları (CFC) içerir. Kloroflorokarbonlar 1987 Montreal Protokolü kapsamında kapsanan ve soğutma, iklimlendirme, paketleme, yalıtım, çözücüler veya aerosol itici gazlar için kullanılan gazlar olarak bildirilmiştir. Alt atmosferde yok olmadıkları için, CFC’ler üst atmosfere doğru sürüklenirler, burada uygun koşullar verildiğinde ozonu parçalarlar. Bütün bu maddeler aynı zamanda sera gazlarıdır: (CFC’ler, hidrokloroflorokarbonlar (HCFC’ler), karbon tetraklorür ve metil kloroform. Brom salgılayan ODS, brom, flor ve karbon içeren bromoflorokarbonlar olarak da bilinen halonları içerir. Genellikle yangın söndürme maddeleri olarak kullanılırlar ve ozon tabakasının incelmesine neden olurlar. Brom stratosferik ozonun yok edilmesinde klordan çok daha etkilidir.

Ozon tabakası, stratosferde Dünya yüzeyinin yaklaşık 15-40 kilometre (10-25 mil) üzerinde yer alır. Bu tabakanın ozon tabakasını incelten maddeler (ODS) tarafından tüketilmesi, daha yüksek UVB seviyelerine yol açacaktır, bu da cilt kanserlerinin ve kataraktların artmasına ve bazı deniz organizmalarında, bitkilerinde ve plastiklerde potansiyel hasara neden olacaktır. ABD de dahil olmak üzere birçok ülkeyi, karbon, klor ve flor atomlarından oluşan kloroflorokarbonlar (CFCler) gibi organik bileşiklerinin kullanımını yasaklamaya teşvik etti. Buzdolaplarında ve klimalarda soğutucu olarak kullanılan CFC-12 (CCI2F2) buna iyi bir örnektir. Gaz halinde CFC’ler yavaş yavaş stratosfere yükseldiklerinde ozon tabakasını tüketebilir, güçlü ultraviyole radyasyonla parçalanır, klor atomlarını serbest bırakır ve daha sonra ozon molekülleri ile reaksiyona girer.

Kaynak: Basic Ozone Layer Science – How the Ozone Layer Works –

Ozon tabakasındaki incelme çoğunlukla Antarktika’da ilkbahar aylarında belirginleşiyor. Bu olayın Antarktika üzerinde oluşmasının nedeni bu bölgedeki koşulların ozon tabakasında incelmeye sebep olan kimyasal tepkimelerin gerçekleşmesini kolaylaştırması.

Doğal süreçler ve insan kaynaklı etkinlikler sonucu açığa çıkan bazı maddeler ozon molekülleri ile tepkimeye girerek parçalanmalarına neden olabilir. Ancak ozon tabakasındaki incelmenin başlıca sebebi, insan kaynaklı etkinlikler sonucu atmosferdeki miktarı aşırı yükselen klor ve brom. Bu elementler, kararlı yani uzun süre yapısında değişiklik olmadan kalabilen bazı kimyasal bileşiklerde (örneğin deodorantlarda ve buzdolaplarında kullanılan kloroflorokarbonda) bulunabiliyor. Gaz halindeki bu maddeler atmosfere büyük oranda Kuzey Yarımküre’de salınıyor. Stratosfer tabakasına ulaşan bu gazlar atmosferde uzun mesafeler boyunca taşınabiliyor.

Ozon tabakasındaki incelmenin Antarktika üzerinde görülmesinin nedeni, kutup bölgelerinde oluşan stratosferik bulutların (PSC) kimyasal tepkimelerin oluşması için uygun bir yüzey sağlamasıdır. Ozon molekülleri ile tepkimeye girerek parçalanmalarına neden olan maddeler stratosferik bulutların içindeki katı ve sıvı taneciklerin yüzeyinde oluşur.

Bunun yanı sıra Antarktika ile benzer koşullara sahip olmasına rağmen ozon deliğinin neden Kuzey Kutup Bölgesi’nde görülmediği sorusu akla gelebilir. Kutup bölgelerinde stratosferik bulutların oluşabilmesi için hava sıcaklığının -78 santigrat derecenin altına düşmesi gerekiyor. Antarktika’da günlük en düşük ortalama sıcaklık -90 santigrat dereceye kadar düşebiliyor. Kuzey Kutbu’nda ise bu değer yaklaşık -80 santigrat derece. Kuzey Kutbu’nda sıcaklıklar stratosferik bulutların oluşması için gerekli olan sıcaklıklara nadiren ulaşabiliyor. Antarktika’da ise sıcaklıklar yıl içinde çok daha uzun süre bu değerin altında kalabiliyor.

Ozon tabakasındaki incelme hava sıcaklığının çok düşük olduğu dönemlerde ve güneş ışınlarının varlığında ortaya çıkıyor. Bu nedenle ozon deliğinin büyüklüğü Antarktika’da kış aylarında değil, ilkbaharda en büyük boyutlara ulaşıyor.