ஓசோன் படலம்

1930 ஆம் ஆண்டில் பிரித்தானிய இயற்பியல் வல்லுநர் சிட்னி சேப்மேன் கண்டறிந்த ஒளிவேதியியல் இயந்திர நுட்பங்கள் ஓசோன் படலத்துக்கு ஏற்றத்தைக் கொடுத்தன. பூமியின் ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரில் ஓசோன், இரண்டு ஆக்சிஜன் அணுக்களைக் (O₂) கொண்ட ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகள் புறஊதா ஒளியால் ஈர்க்கப்பட்டு தனித்தனி ஆக்சிஜன் அணுக்களாகப் (அணுநிலை ஆக்சிஜன்) பிரிகின்றன; இந்த அணுநிலை ஆக்சிஜன் பின்னர் உடையாத O₂ உடன் இணைந்து ஓசோனாக O₃ மாறுவதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது. ஓசோன் மூலக்கூறும் நிலையற்றதே ஆகும் (எனினும், ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரில் நீண்ட-காலம் நீடிக்கிறது). மேலும் புறஊதா ஒளி ஓசோனைத் தாக்கும் போது அது O₂ இன் மூலக்கூறாகவும் அணுநிலை ஆக்சிஜன் ஆகவும் பிரிகிறது. தொடரும் இந்தச் செயல்பாடு ஓசோன்-ஆக்சிஜன் சுழற்சி என அழைக்கப்படுகிறது. இதனால் பூமியின் மேற்பரப்பிற்கு மேல் சுமார் 10 முதல் 50 கிமீ (32,000 முதல் 164,000 வரையுள்ள அடிகள்) வரையிலான தொலைவில் ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரில் ஓசோன் படலம் உருவாகிறது. நமது வளி மண்டலத்தில் உள்ள ஓசோனில் சுமார் 90% ஸ்ட்ரேடோஸ்பியர் கொண்டுள்ளது. ஓசோன் செறிவுகள் சுமார் 20 முதல் 40 கிமீ வரையுள்ள தொலைவில் மிகவும் அதிக அளவில் காணப்படுகின்றன. அங்கு அவை ஒவ்வொரு மில்லியனிலும் சுமார் 2 முதல் 8 பகுதிகள் கொண்ட எல்லை வரை காணப்படும். அனைத்து ஓசோனையும் கடல் மட்டத்தில் உள்ள காற்றின் அழுத்தத்துக்கு நெரித்தால் அது சில மில்லிமீட்டர்கள் அடர்த்தி மட்டுமே கொண்டதாக இருக்கும்.^{[மேற்கோள் தேவை]}

ஓசோன் படலத்தில் ஓசோனின் செறிவு மிகவும் சிறியதாக இருக்கிற போதும் இது வாழ்க்கைக்கு இன்றியமையாத முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக இருக்கிறது. ஏனெனில் இது சூரியனில் இருந்து வரும் உயிரியல் ரீதியாகத் தீங்கு விளைவிக்கும் புறஊதாக் (UV) கதிர்களை உட்கிரகிக்கிறது. UV கதிர்கள் அதன் அலைநீளத்தைச் சார்ந்து மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது; அவை UV-A (400-315 நே.மீ), UV-B (315-280 நே.மீ) மற்றும் UV-C (280-100 நே.மீ) எனக் குறிப்பிடப்படுகின்றன. UV-C ஆனது மனிதர்களுக்கு மிகவும் தீங்கிழைக்கக் கூடியதாகும். இது ஏறத்தாழ 35 கிமீ உயரத்தில் ஓசோனால் முழுவதுமாகத் தடுக்கப்படுகிறது.UV-B கதிர்கள் தோலுக்குத் தீங்கிழைக்கக் கூடியதாக இருக்கலாம். இது வேனிற்கட்டிக்கு முக்கிய காரணியாக இருக்கிறது; இதன் மிதமிஞ்சிய வெளிப்பாடு மரபுசார் சேதத்துக்குக் காரணமாகி அதன் விளைவாக தோல் புற்றுநோய் போன்ற பிரச்சினைகள் ஏற்படலாம். ஓசோன் படலம் UV-B ஐ தடுப்பதில் மிகவும் செயல்திறன் வாய்ந்ததாக இருக்கிறது; 290 நே.மீ உடைய அலைநீளத்துடன் கூடிய கதிர்களுக்கான, வளிமண்டலத்தின் உச்சத்தில் இருக்கும் செறிவு பூமியின் மேற்பரப்பில் உள்ளதைவிட 350 மில்லியன் மடங்கு வலிமையானதாகும். எனினும் சில UV-B மேற்பரப்பை அடைகின்றன. பெரும்பாலான UV-A மேற்பரப்பை அடைகின்றன; இந்தக் கதிர்கள் கணிசமான அளவில் தீங்கிழைப்பதாகும். எனினும் இது மரபுசார் சேதத்துக்கு ஆற்றல்மிக்கக் காரணியாக இருக்கிறது.

ஓசோன் படலத்தின் அடர்த்தியானது அணிவரிசை மேனிலையில் உள்ள மொத்த ஓசோன் உலகளாவிய அளவில் பல்வேறு காரணிகளால் வேறுபடுகிறது. பொதுவாக நிலநடுக்கோட்டுக்கு அருகில் குறைவாகவும் மற்றும் துருவப்பகுதிகளை நோக்கிச் செல்லும் போது அதிகமாகவும் இருக்கும். மேலும் இது பருவநிலைக்கு ஏற்றவாறு மாறுபடும். வடக்கு அரைக்கோளத்தில் பொதுவாக வசந்த காலத்தில் அடர்த்தி அதிகமாகவும் மற்றும் இலையுதிர் காலத்தில் அடர்த்தி குறைவாகவும் இருக்கும். வளிமண்டலத்திற்குரிய சுழற்சி உருப்படிமம் மற்றும் சோலார் செறிவு தொடர்புடைய இந்த அட்சரேகை மற்றும் பருவநிலை சார்புக்கான காரணங்கள் சிக்கலானதாக இருக்கிறது.

ஸ்ட்ரேடோஸ்பெரிக் ஓசோன் சோலார் UV கதிர்களால் உருவாகிறது என்பதால் அயனமண்டலங்களின் மேல் அதிகப்படியான ஓசோன் மட்டங்களும் துருவ மண்டலங்களின் மேல் குறைவான ஓசோன் மட்டங்களும் இருக்கும் என எதிர்பார்க்கலாம். இதே விவாதம் கோடைகாலத்தில் அதிகப்படியான ஓசோன் மட்டங்களும் குளிர்காலத்தில் குறைவான ஓசோன் மட்டங்களும் இருக்கலாம் என எதிர்பார்ப்பதற்கு வழிவகுக்கிறது. அதன் நடவடிக்கையை கவனித்தல் மிகவும் சிக்கலானதாக இருக்கிறது: வடக்கு மற்றும் தெற்கு அரைக்கோளத்தின் மையத்திலிருந்து உயர்ந்த அட்சரேகையில் பெரும்பாலான ஓசோன் காணப்படுகிறது. வடக்கு அரைக்கோளத்தில் அதன் அதிகப்படியான மட்டங்கள் கோடைகாலத்தில் அல்லாமல் வசந்தகாலத்திலும் அதன் குறைவான மட்டங்கள் குளிர்காலத்தில் அல்லாமல் இலையுதிர்காலத்திலும் காணப்படுகின்றன. உண்மையில் குளிர்காலத்தில் ஓசோன் படலம் ஆழத்தில் அதிகரிக்கிறது. இந்தப் புதிரானது பிரிவெர்-டோப்சன் சுழற்சி என அறியப்படும் ஸ்ட்ரேடோஸ்பெரிக் காற்று உருப்படிமங்கள் மேலோங்குவதால் விளக்கப்படுகிறது. உண்மையில் பெரும்பாலான ஓசோன் அயனமண்டலங்களின் மேல் உருவாகிற போது பின்னர் ஸ்ட்ரேடோஸ்பெரிக் சுழற்சி, உயர் அட்சரேகையின் கீழ்நிலை ஸ்ட்ரேடோஸ்பியருக்கு துருவத்தை நோக்கி மற்றும் கீழ்நோக்கி பயணப்படுகிறது. எனினும் தெற்கு அரைக்கோளத்தில் செப்டம்பர் மற்றும் அக்டோபரில் வசந்த காலத்தில் உலகில் தெற்கு அண்டார்ட்டிக் பகுதியின் மேல் உள்ள ஏதேனும் ஒரு பகுதியில் ஓசோன் ஓட்டை நிகழ்வுக்குக் காரணமான குறைந்த அளவிலான அணிவரிசை ஓசோன் காணப்படுகிறது.

குறிப்பாக துருவ மண்டலங்களில் ஓசோன் படலம் அயனமண்டலங்களில் ஏற்றக்கோணத்தில் அதிகமாகவும், அதிகப்படியான அயனமண்டலங்களில் ஏற்றக்கோணத்தில் குறைவாகவும் இருக்கிறது. ஓசோனின் இந்த ஏற்றக்கோண மாறுபாட்டின் விளைவாக மெதுவான சுழற்சியில் ஓசோன்-வளம்குறை காற்றை அடிவளிமண்டலத்தில் இருந்து வெளியேற்றி ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரினுள் செலுத்துகிறது. இந்தக் காற்று அயனமண்டலத்தில் மெதுவாக அதிகரித்து மேனிலை சூரியனால் போட்டோலிசிஸ் ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகளை ஓசோன் உருவாக்குகிறது. இந்த மெதுவான சுழற்சி மைய-அட்சரேகையை நோக்கி வளைந்து இந்த ஓசோன்-வளமிகு காற்று அயனமண்டலத்துக்குரிய நடுப்பகுதி ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரிலிருந்து மைய-மற்றும்-உயர் அட்சரேகைகள் கீழ்நிலை ஸ்ட்ரேடோஸ்பியருக்கு எடுத்துச்செல்கிறது. உயர் அட்சரேகையில் உயர் ஓசோன் செறிவுகள், கீழ் அட்சரேகையில் ஓசோனின் திரட்சியின் காரணமாக ஏற்படுகின்றன.

பிரிவர்-டோம்சன் சுழற்சி மிகவும் மெதுவாக நகரும். வான் சிப்பத்தை, அயனமண்டலத்துக்குரிய வெப்பநிலை மாறு மண்டல எல்லையில் கிட்டத்தட்ட 16 கிலோமீட்டரில் (50,000 அடி) இருந்து 20 கிலோமீட்டர் தொலைவுக்கு ஏற்றுவதற்கு சுமார் 4–5 மாதங்கள் (ஒரு நாளைக்கு சுமார் 30 அடிகள் (9.1 m)) தேவைப்படுகிறது. கீழ் அயனமண்டலத்துக்குரிய ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரில் ஓசோன் மிகவும் மெதுவான விகிதத்தில் உருவாகிற போதும் ஏற்றச் சுழற்சி மிகவும் மெதுவானதாக இருக்கும். இங்கு ஓசோன் 26 கி.மீ தொலைவை அடையும் நிலையில் ஒப்பீட்டில் அதிக மட்டத்தில் ஓசோன் உருவாக்கப்படக்கூடும்.

அமெரிக்காவின் (25°N முதல் 49°N வரை) கண்டத்திட்டுக்களின் மேல் ஓசோனின் அளவுகள் வடக்கு வசந்தகாலத்தில் (ஏப்ரல் மற்றும் மே மாதங்களில்) மிகவும் அதிகமாக இருக்கிறது. இந்த ஓசோனின் அளவுகள் கோடைகாலத்தில் படிப்படியாக குறைந்து வந்து அக்டோபரில் அதன் மிகவும் குறைந்த அளவை அடைகின்றன. பின்னர் குளிர்காலத்தில் படிப்படியாக மீண்டும் அதிகரிக்கின்றன. மேலும் இந்த உயர் ஓசோன் உருப்படிமத்தின் பருவநிலை வெளிப்பாட்டிற்கு ஓசோனின் காற்றுப் போக்குவரத்து அடிப்படைப் பொறுப்பாகிறது.

ஓசோனின் மொத்த அணிவரிசை அளவு பொதுவாக இரண்டு அரைக்கோளத்திலும் நாம் அயனமண்டலத்தில் இருந்து உயர் அட்சரேகைக்கு நகரும் போது அதிகரிக்கிறது. எனினும் ஒட்டுமொத்த அணிவரிசை அளவுகள் தெற்கு அரைக்கோள உயர் அட்சரேகைகளில் இருப்பதைவிட மிகவும் அதிகமாக வடக்கு அரைக்கோள உயர் அட்சரேகைகளில் இருக்கின்றன. கூடுதலாக அதேநேரத்தில் அணிவரிசை ஓசோனின் அதிகப்படியான அளவுகள் ஆர்க்டிக் பகுதியின் மேல் வடக்கு வசந்தகாலத்தில் (மார்ச்-ஏப்ரல்) ஏற்படுகின்றன. இதற்கு எதிரான உண்மையாக அண்டார்க்டிக் பகுதியின் மேல் தெற்கு வசந்தகாலத்தில் (செப்டம்பர்-அக்டோபர்) அணிவரிசை ஓசோனின் குறைவான அளவுகள் ஏற்படுகின்றன. உண்மையில் உலகில் ஏதேனும் ஒரு இடத்தில் இருக்கும் அணிவரிசை ஓசோனின் அதிகப்படியான அளவுகளை மார்ச் மற்றும் ஏப்ரல் மாதங்களின் வடக்கு வசந்தகாலத்தில் காணும்போது அது ஆர்க்டிக் மண்டலத்தின் மேலுள்ளதாக இருக்கிறது. இந்த அளவுகள் பின்னர் வடக்கு கோடைகாலத்தில் படிப்படியாகக் குறைகின்றன. இதற்கிடையில் உலகில் ஏதேனும் ஒரு இடத்தில் இருக்கும் அணிவரிசை ஓசோனின் மிகவும் குறைவான அளவுகளை செப்டம்பர் மற்றும் அக்டோபரில் தெற்கு வசந்தகாலத்தில் காணும்போது அது அண்டார்க்டிக்கின் மேலுள்ளதாக இருக்கிறது. இது ஓசோன் ஓட்டை நிகழ்வுக்குக் காரணமாகிறது.

ஓசோன் படலத்தில் நைட்ரிக் ஆக்சைடு (NO), நைட்ரியஸ் ஆக்சைடு (N₂O), ஹைட்ராக்சி (OH), அணு குளோரின் (Cl) மற்றும் அணு ப்ரோமைன் (Br) உள்ளிட்ட கட்டற்ற முழுமையான வினையூக்கிகளால் துளையேற்படலாம். இந்த அனைத்து இனங்களுக்கான இயற்கையான மூலங்கள் இருந்த போதும் குளோரின் மற்றும் ப்ரோமைன் ஆகியவற்றின் சேர்மங்கள் சமீப ஆண்டுகளில் மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட கரிம உலோக ஹாலோஜன் சேர்மங்களின் அதிக அளவு வெளிப்பாட்டால், குறிப்பாக குளோரோஃப்ளூரோகார்பன்கள் (CFCs) மற்றும் ப்ரோமோஃப்ளூரோகார்பன்கள் ஆகியவற்றின் காரணமாக குறிப்பிடத்தக்களவில் அதிகரித்திருக்கின்றன.^[3] இந்த அதிகளவு நிலையான சேர்மங்கள் ஸ்ட்ரேடோஸ்பியருக்கு உயர்ந்து நீடித்திருக்கும் திறன் கொண்டிருக்கின்றன. அங்கு Cl மற்றும் Br உறுப்புக்கள் புறஊதா ஒளியின் செயல்பாட்டால் விடுவிக்கப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு உறுப்பும் பின்னர் 100,000 க்கும் மேற்பட்ட ஓசோன் மூலக்கூறுகளை உடைக்கும் திறன் கொண்ட தொடர்வினையை துவக்கும் மற்றும் வினையூக்குவிக்கும் திறனுடையவாக இருக்கின்றன. ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரில் ஓசோனின் உடைப்பின் விளைவாக ஓசோன் மூலக்கூறுகள் புறஊதாக் கதிர்களைக் கிரகிக்க முடியாதபடி ஆகிவிடுகிறது. அதைத்தொடர்ந்து கிரகிக்கப்படாத மற்றும் அபாயகரமான புறஊதா-B கதிர்கள் பூமியின் மேற்பரப்பை வந்தடைய முடியும்^[4]. வடக்கு அரைக்கோளத்தின் மேல் ஒவ்வொரு பத்தாண்டுக்கும் 4% ஓசோன் மட்டங்கள் வீழ்ச்சியடைகிறது. பூமியின் மேற்பரப்பில் வட மற்றும் தென் துருவங்களைச் சுற்றி தோராயமாக 5 சதவீதத்துக்கும் மேற்பட்ட பெருமளவு அதிகமான (ஆனால் பருவநிலை சார்ந்து) வீழ்ச்சிகளைக் காணலாம்; இவை ஓசோன் துளைகளாக இருக்கின்றன.

2009 ஆம் ஆண்டில் நைட்ரஸ் ஆக்சைடு (N₂O) மனித நடவடிக்கைகளின் வாயிலாக உமிழப்படும் மிகவும் அதிகமான ஓசோன்-துளைக்கும் பொருளாக இருந்தது.^[5]

ஒழுங்குமுறைகள்

1978 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்கா, கனடா மற்றும் நார்வே போன்ற நாடுகள் CFC-கொண்ட எரோசோல் ஸ்பிரேக்கள் ஓசோன் படலத்தைச் சேதப்படுத்துகின்றன என்று கருதி அவற்றை தடைசெய்து ஆணையிட்டன. ஐரோப்பிய சமூகங்கள் இதைச் செய்வதற்கு தொடர்புடைய கருத்துருவை நிராகரித்தன. அண்டார்க்டிக்கில் ஓசோன் ஓட்டை இருப்பது அமெரிக்காவில் 1985 ஆம் ஆண்டில் கண்டறியப்பட்டது வரை குளோரோஃப்ளூரோகார்பன்கள் குளிர்ப்பதனம் மற்றும் தொழிலகத் தூய்மை செய்தல் போன்ற மற்ற பயன்பாடுகளில் தொடர்ந்து பயன்படுத்தப்பட்டன. ஒரு சர்வதேச உடன்பாட்டின் (த மோன்ட்ரியல் புரோட்டோக்கால்) ஒப்பந்தத்திற்குப் பிறகு, 1987 ஆம் ஆண்டின் தொடக்கத்தில் CFC உற்பத்தி கடுமையாகக் குறைக்கப்பட்டு 1996 ஆம் ஆண்டு முழுவதுமாக நிறுத்தப்பட்டது.

CFCகள் மீதான சர்வதேசத் தடை காரணமாக ஓசோன் படலத்தின் துளை உண்டாகுதல் குறைந்திருக்கலாம் என ஆகஸ்ட் 2, 2003 அன்று அறிவியலறிஞர்கள் அறிவித்தனர்.^[6] மேல் வளி மண்டல ஓசோன் துளையுறுவாதல் விகிதம் கடந்த பத்தாண்டுகளைக் காட்டிலும் குறிப்பிடத்தக்களவில் குறைந்துள்ளதாக மூன்று செயற்கைக்கோள்களும் மூன்று தரை நிலையங்களும் உறுதிப்படுத்தின. இந்த ஆய்வு அமெரிக்க புவியியல்சார் ஒன்றியத்தால் (American Geophysical Union) ஏற்பாடு செய்யப்பட்டது. CFCகளைத் தடைசெய்யாமல் தொடர்ந்து பயன்படுத்தும் நாடுகளாலும், ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரில் ஏற்கனவே இருக்கும் வாயுக்கள் ஆகியவற்றின் காரணமாக சில உடைப்புகள் தொடர்ந்து ஏற்படலாம் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. CFCக்கள் மிகவும் நீண்ட வளிமண்டலத்திற்குரிய வாழ்நாளை உடையதாக இருக்கிறது. அதன் எல்லை 50 முதல் 100 ஆண்டுகளாக இருக்கிறது. அதனால் ஓசோன் படலத்தின் இறுதி மீட்புக்கு பல வாழ்நாள் தேவை என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

C–H பிணைப்புகள் கொண்ட சேர்மங்கள் CFCயின் (HCFC போன்றவை) மாற்றாகச் செயல்படக்கூடியதாக வடிவமைக்கப்படுகின்றன. இந்த சேர்மங்கள் மிகவும் எதிர்வினையுடையவையாக இருந்த போதும் அவை ஓசோன் படலத்தைப் பாதிக்க வாய்ப்புள்ள ஸ்ட்ரேடோஸ்பியரை அடைவதற்கு வளிமண்டலத்தில் நீடிப்பதற்கு குறைந்த வாய்ப்புகளே உள்ளன. எனினும் CFCகளைக் காட்டிலும் குறைந்த சேதத்தை விளைவித்த போதும் HCFCகளும் ஓசோன் படலத்தின் மீது குறிப்பிடத்தக்க எதிர்மறைத் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. அதனால் HCFCகளும் நிறுத்தப்பட வேண்டும்.^[7]

விக்கிமீடியா பொதுவகத்தில்,
ஓசோன் படலம்
என்பதில் ஊடகங்கள் உள்ளன.

• ஸ்ட்ரேடோஸ்பெரிக் ஓசோன்: ஆன் எலக்ட்ரானிக் டெக்ஸ்ட் புக்
• http://www.unep.org/ozone/Public_Information/4Aii_PublicInfo_Facts_OzoneLayer.asp பரணிடப்பட்டது 2004-07-02 at Archive.today
• நாசா. ஸ்டடியிங் எர்த்'ஸ் என்விரான்மன்ட் ஃப்ரம் ஸ்பேஸ். June 2000. (accessed April 14, 2005) http://www.ccpo.odu.edu/SEES/index.html.