OZON TABAKASI
Ozon tabakası nedir?
Ozon (O3) üç adet Oksijen atomundan oluşan şeffaf bir
gazdır. Ozon tabakası ozon gazından oluşan ve atmosferin yukarı seviyelerinde
başka bir deyişle yer yüzeyinden 10-50 km yüksekte bulunan bir tabakadır. Bu
tabakanın temel rolü Ultraviyole (UV) ışınları olarak adlandırılan güneşin
zararlı ışınlarına karşı bizleri korumaktır. Ozon tabakası yeryüzüne ulaşan bu
zararlı ışınlara karşı korumak için bir filtre gibi davranır.
Ozon (O3) Gazı nedir?
Ozon, 3 oksijen atomundan oluşan molekülleriyle zehirli,
renksiz bir gazdır ve atmosferin üst katmanlarında yer alır... Gökyüzünün mavi
renkte görünmesi bu gaz sayesinde olmaktadır. Sıvı halde lacivert renge dönüşen
ozon gazı, dünyayı güneşten gelen morötesi radyasyona karşı korumaktadır. Ancak
bu gaz aynı zamanda canlılar için çok tehlikelidir. Maruz kalındığında gözleri,
burnu ve boğazı tahriş ederek solunum sistemini tahrip eder. Çok az insan
ozonun ne kadar öldürücü olduğunun farkındadır. Bir gramın iki yüzde biri
miktarda ozon almak öldürücü olabilir. Bir saç spreyi kutusuna saf ozon konduğu
düşünülecek olursa, bu kutunun tam 14.000 kişiyi öldürebileceği söylenmektedir.
Ozon tabakası oluşma
süreci
Yaşam ortaya çıkmadan önce, karbon dioksit, nitrojen ve
diğer ağır gazlar, Dünya’nın manto tabakası ve yer kabuğu tarafından ortama
bırakılıyordu. Bu gazlar dünyanın yerçekimi kuvveti sayesinde tutuldu ve zaman
içinde bir atmosfer meydana geldi.Yerçekimi, metan (CH4), karbon dioksit (CO2),
amonyak (NH3), hidrojen (H2), azot (N2), ve su buharının (H2O) bu şekilde
atmosferde birikmesine neden oldu.
Zaman içinde Dünya, su buharının yoğunlaşıp
sıvı hale gelmesine olanak sağlayacak kadar soğudu. Bu durum beraberinde
yağmurları ve kuvvetli kasırgaları getirdi. Sürekli yağan yağmur denizlerin oluşmasını
sağladı. Şiddetli kasırgalar sırasında oluşan elektrik dünyanın yüzeyini
etkiledi.
Bu sırada atmosferde serbest halde hiç oksijen yoktu çünkü
oksijen hidrojenle birleşip suyu, yer kabuğundaki başka elementlerle de
birleşip demir oksitleri, silikatları, karbon dioksiti ve karbon monoksiti
oluşturuyordu. Yaklaşık 2 milyar yıldan fazla bir süre boyunca oksijenin tamamı
başka elementlere bağlanmış halde bulunuyordu.
İlk canlılar, atmosferde serbest oksijen bulunmadığı için
anaerobik yani oksijensiz solunum yapan canlılardı. (Canlıların ortaya
çıkışlarıyla ilgili daha ayrıntılı bilgi edinmek isterseniz “Dünya üzerinde
yaşam nasıl başladı?” sorusunun cevabına göz atabilirsiniz.) Anaerobik
solunumda sonra fotosentez evrimi gerçekleşti, yani fotosentez yapabilen
canlılar ortaya çıktı.
Bu canlılar su ve karbon dioksiti kullanarak glikoz ve
oksijen üretmeye başladılar. Serbest oksijen böylece atmosferin stratosfer adı
verilen tabakasında birikmeye başladı. Morötesi ışınlar, bu tabakadaki oksijen
moleküllerine (O2) çarparak bu moleküllerin iki oksijen atomuna (O + O)
bölünmesi sebep oldu.
Bu oksijen atomları da oksijen molekülleriyle birleşerek
ozonu oluşturdular. (O + O2 › O3). Ozon tabakası bu şekilde oluştu. Ayrıca bu
tepkimeler günümüzde de aynı şekilde oluşmakta. Ozon tabakasının üstünde
yeterince oksijen bulunmadığı için tabakanın kalınlığı sınırlı. Daha alt
tabakalara da morötesi ışınlar ulaşamıyor.
Ozon tabakasının
görevi nedir?
Ozon, havadaki konsantrasyonu az olan gazlardan biri
olmasına rağmen varlığı dünya için çok önemlidir. Çünkü stratosferdeki ozon
tabakası uzaydan gelen pek çok zararlı ışınlara karşı bir kalkan görevi
görmektedir. Ozon, dalga boyu 2400 Angström'den küçük ışınlarla reaksiyona
girer ve bu ışınların tabakanın altına geçmesini engeller. Dalga boyu2800
Angström'den küçük mor ötesi ışınların canlı organizmalar üzerinde tahribat
yaptığı bilinmektedir. Stratosferdeki ozon tabakası 2400 Angström ve daha küçük
ışınları soğurarak, uzaydan gelen, organizmalara zararlı ışınların büyük bir
kısmını dünyamıza geçirmez. Ozon tabakasının, dünyanın genel iklimi üzerinde de
etkileri vardır. Mor ötesi ışınlarının soğurulması sıcaklığı düşürmekte ve ısı
dengesinin düzenlenmesine yardımcı olmaktadır.
Ozon deliği nedir?
Ozon
deliği gerçekten bir delik değildir. Ozon tabakasındaki bir incelmedir. Bu ozon
tabakası gittikçe inceliyor anlamındadır. Bunun sebebi bizlerin havaya saldığı
kimyasallardır. Bu kimyasallar günlük yaşamımızda kullanırlar ve ozon
tabakasına zarar verirler.
Ozon Tabakasına Zarar
Veren Kimyasallar
1- Kloroflorokarbonlar (CFC’ler), genel olarak klima
sistemlerinde, buzdolaplarında köpük üretiminde (örneğin yataklar için)
kullanılır.
2- Halonlar, yangın söndürme cihazlarında kullanılır.
3- Metil bromid, tarımda böcek ilacı olarak kullanılır.
Ozon Tabakasındaki
incelmenin sonuçları nelerdir?
Ozon deliğinin ana sonucu yeryüzüne daha fazla UV ışınının
(özellikle çok tehlikeli olan UV- ulaşmasıdır. UV ışınları güneş yanıklarına,
deri kanserine sebep olabilir, gözlere zarar verebilir (katarakt) ve insanlarda
bağışıklık sisteminin zayıflamasına neden olabilir. Bilindiği gibi bağışıklık
sistemi hastalıklara karşı koymamızı sağlayan bir sistemdir. Bu sistem
zayıfladığı zaman hastalıklarla savaşma yeteneğimiz de zayıflamış olacaktır. UV
ışınları sadece sağlığımızı etkilemekle kalmaz çevre üzerine de olumsuz etki
yapabilir. Tarımsal üretimi azaltabilir, ayrıca deniz besin zincirini bozarak
balık nüfusunu etkiler.
Ozon Tabakasının
Dünya Çevresindeki Dağılımı:
Ozon tabakası dünya çevresinde eşit olarak dağılmamıştır.
Dünya yüzeyi üzerinde herhangi bir yerdeki ozon miktarı; doğal olarak enlemle,
mevsimlerle ve günden güne değişim gösterir.
Genelde normal şartlar altında ozon tabakası kutuplar
üzerinde en kalın ve ekvator etrafında en incedir. Güneş radyasyonu çok daha
dolaysız ve buna bağlı olarak da çok daha şiddetli olduğundan stratosferik ozon
ekvator üzerinde yüksek miktarlarda üretilir. Buna karşılık stratosferik
rüzgarlar ve farklı stratosferik basınçlar, ozonun ekvatordan kutuplara doğru
hareket etmesine neden olurlar.
Ozondaki mevsimsel değişikliklerin, hava kütlelerinin geniş
ölçekli hareketleriyle ilişkili olduğu düşünülmektedir. Çok aşağı enlemlerde
(ekvatora yakın) yukarı atmosferden stratosfere yavaş yükselici genel bir hava
akımının varlığına inanılır. Bu hava kütlesi, Arktik bölgelerde kış ayları
süresince traposfere döner. Kışın yüksek enlemlerde havanın inmesi, bu mevsim
boyunca 15-40 km yükseklerde havanın çok soğuk ve yoğun dolayısıyla da çok ağır
olması gerçeğine dayanmaktadır.
Belirli bir bölge üzerindeki günlük değişiklikler, yukarı
atmosferdeki hava koşullarıyla yakından ilgilidir. Dünya yüzeyi üzerindeki
günlük sıcaklık değişiklikleriyle basınç ve stratosferin yüksekliği arasında
yakın bağıntılar vardır. Buna bağlı olarak da belirli bir bölge üzerindeki ozon
miktarı bu faktörlerdeki değişmelerle farklılıklar gösterir. Antisiklonlar
(yüksek basınç alanları) içinde indirgenmiş ozon kalınlığı normalin altında,
buna karşılık depresyonda ve bilhassa alçak basınç merkezinin batısında
normalin üzerindedir.
Ozon Tabakası ve
İklim Değişimi:
Ozon tabakasındaki bu incelme, iklimi de etkilemektedir.
Ozon, karbon dioksit ve metan gibi sera etkisi olan gazlardan olup, yeryüzünde
sıcaklığın artmasına yol açmaktadır. Model çalışmaları göstermiştir ki, iklim
değişimi troposferdeki ozon değişimine çok bağlıdır. Geçen yüzyıl içinde taşıt
araçlarının sayıca çok artması, endüstrinin gelişmesi ve tropik bölgelerdeki
biyomasın yakılması sonucu hidrokarbonların kimyasal reaksiyonları sonucu ozon
konsantrasyonunda bir artma gözlenmiştir. Troposferdeki bu ozon artışı başlı
başına bir çevre problemi olmakta, bitki ve insana zarar vermektedir. Pual Crutzen bu kimyasal reaksiyonların
mekanizmalarının açıklanmasında son derece önemli araştırmalar yapmıştır.
GELECEKTE NE
OLABİLİR?
Özellikle Crutzen, Molina, Rowland ve diğer araştırmacıları
yaptıkları çalışmalar sonucunda gerek stratosferdeki ozon tabakası incelmesi ve
gerekse trosposferdeki ozon miktarı artması daha iyi anlaşılmış ve CFC gibi
stratosferdeki ozonu parçalayan gazlarının kullanımın azaltılması yönünde
kararlar alınmaya başlanmıştır. Birleşmiş Milletler’ce ozon tabakasını koruma
protokolu hazırlanmış ve 1987’de Kanada ‘nın Montreal şehrinde imzalanmıştır.
Bu protokole göre ozon tabakasının incelmesine neden olan CFC gazlarının
kullanımı bu yüzyılın sonuna kadar %50
azaltılmalıdır. Fakat Montreal protokolü tartışmaları sırasında ortaya çıkan
Antarktika’da ki ozon tabakasını süratle incelmesi olayı, konunun tekrar ele
alınması gerektirmiştir. Protokol 1990 Londra toplantısında kuvvetlendirilecek,
CFC gazların 1990’lar sonunda kullanımının tümüyle yasaklanmasına; 1992
Kopenhag’da yapılan toplantıda da , CFC üretiminin 1996 dan itibaren tümüyle
durdurulmasına karar verilmiştir.
Daha 1988’de CFC
gazlarının ozon tabakasının incelmesinin başlıca nedenlerinden biri de en
önemlisi olduğu kesinleşmişti. Daha önceleri CFC’leri ozon tabakasının
incelmesine etki etmeyeceğini savunan dünyanın en çok CFC üreticisi Du Pont
bilimsel gerçekle karşılaştığında hemen harekete geçmiş ve o sene üretimi
durdurmuş, buna diğer belli başlı Amerikan firmaları da takip etmiştir. CFC
üreten firmalar, 1970’den beri CFC’lerin yerini alabilecek yeni bileşikler
bulmak için uzun araştırmalar yapmışlar ve yeni bileşikler de bulmuşlardır.
Bunlar arasında Hidrokloroflorokarbonlar (HCF3) ve hidroflorokarbonlar (HFC)
vardır. Bu ve yeni maddeler üzerinde toksikolojik ve diğer araştırmalar hızla
devam etmektedir.
CFC gazlarının stratosfere ulaşmaları uzun zaman aldığına
göre, şimdiye kadar kullanılan CFC’ler nedeniyle ozon tabakası incelmesinin
hemen durmayacağı va hatta Antarktikada olduğu gibi Kuzey Küre’de de
başlayacağı anlaşılmaktadır. Montreal Protokolüne göre tam olarak uyulması
halinde bile, atmosferdeki klor seviyesi önümüzdeki 20-30 yıl içinde de artmaya
devam edecektir. Kullanılmakta olan buzdolaplarında, klimalarda ve köpüklerde
hala çok miktarda CFC vardır ve bunların sonunda atmosfere atılacağı
bilinmektedir. Bu nedenle araştırmacılar atmosferdeki klor gazının 21. Yüzyıl
başlarında en yüksek seviyeye ulaşacağını tahmin etmektedirler. CFC’lerin uzun
ömürlü olmaları nedeniyle klorun ozon tabakası incelmesi olmadan önceki
seviyesine inmesi beklide 21. Yüzyıl ortalarına kadar devam edecektir. Bunun sonucu
olarak stratosferdeki ozon tabakasının incelmesi her sene daha da artarak 20-30
yıl daha sürecek ancak 21.yüzyıl ortalarında eski haline gelmesi mümkün
olacaktır.
Gelecekte ozon azalması tahminlerindeki en büyük
belirsizliklerden biri de atmosferde olan değişiklerdir. Örneğin, atmosferde
karbondioksit miktarının artması, alt stratosferi soğumasına yol açacak, bu da
polar stratosferik bulutların (PSC) oluşumu arttıracaktır. Dolayısıyla klorun
ozonun parçalanma hızı da artacaktır.
Türkiye’de ozon ölçümleri
1991’den beri yapılmaktadır. EUROTRAC Sekreteryası altında,TÜBİTAK’ın
desteklediği bu proje, Bursa Uludağ’daki istasyonda ODTÜ ve Uludağ
Üniversitesiteleri, Kimya Bölümlerinin
işbirliği ile devam etmektedir. Projenin 1996’da başlamış olan ikinci
fazında, troposferdeki ozon konsantrasyonu balonlar gönderilerek değişik
yüksekliklerde ölçülecektir. Bular Türkiye’de ozon üzerine yapılan ilk ve
yegane çalışmalardır.
Ozon Tabakası İle İlgili Videolar: