The Ozone Hole (รูรั่วของชั้นโอโซนบริเวณขั้วโลก)

ปัญหาใหญ่ในปัจจุบันอีกอย่างหนึ่ง ที่สาหัสไม่แพ้กันก็คือการเกิดรูรั่วของชั้นโอโซน (ozone hole) ขนาดใหญ่ในบรรยากาศชั้นสเตรโตสเฟียร์แถบขั้วโลกใต้

ซึ่งรูรั่วที่พูดถึงนี้เป็นบริเวณที่ปราศจากชั้นโอโซนหรือมีชั้นโอโซนอยู่เบาบางมาก ผลกระทบที่อาจเกิดตามมาต่อสมดุลของสภาพแวดล้อมบนผิวโลกบริเวณใกล้เคียง โดยเฉพาะต่อสุขภาพของมนุษย์ ทั้งนี้เนื่องจากชั้นของโอโซนดังกล่าว นับเป็นตัวดูดกลืนรังสี UV พลังงานสูงที่มาจากดวงอาทิตย์ได้ดี ดังนั้นการที่มันลดจำนวนลงดังกล่าว จึงนับเป็นการเพิ่มความเสี่ยงต่อรังสี UV มากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะกับผู้ที่อาศัยอยู่ใกล้เขตขั้วโลกใต้ (ในเขตทวีปออสเตรเลีย) ซึ่งอาจมีผลทำให้อัตราเสี่ยงของการเกิดโรคมะเร็งที่ผิวหนัง

การลดลงของชั้นโอโซนถือได้ว่าเป็นผลมาจากการกระทำของมนุษย์เราโดยตรง เพราะสารเคมีสำคัญในการทำลายก๊าซโอโซนที่ค้นพบ คือสารประกอบในกลุ่มคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (Chlorofluorocarbons: CFCs) ซึ่งเป็นสารสังเคราะห์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย สำหรับเป็นตัวทำความเย็นในเครื่องปรับอากาศ หรือ ตู้เย็น หรือ ใช้เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ที่เป็นสเปรย์รูปแบบต่าง ๆ เช่น สเปรย์พ่นสี หรือ สเปรย์ฉีดผม เป็นต้น ในที่นี้ เมื่อโมเลกุลของสาร CFC ถูกปลดปล่อยออกมาสู่อากาศ มันจะสามารถลอยสูงขึ้นไปเรื่อย ๆ จนถึงบรรยากาศชั้นสเตรโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นแหล่งสะสมของก๊าซโอโซนจำนวนมาก ในระดับความสูงนี้ โมเลกุลของสาร CFC จะถูกทำให้แตกตัวด้วยรังสีจากดวงอาทิตย์ ได้อะตอมของก๊าซคลอรีน (Chlorine: Cl) ออกมาเป็นส่วนหนึ่งผลิตภัณฑ์ ซึ่งอะตอมของคลอรีนที่เกิดมาจากปฏิกิริยานี้เอง ที่จะไปรวมตัวกับโมเลกุลของก๊าซโอโซน (O3) ทำให้ได้เป็นสารประกอบคลอรีนมอนอกไซด์(ClO) และก๊าซออกซิเจน (O2) ออกมา เป็นผลทำให้จำนวนโมเลกุลของก๊าซโอโซนในอากาศลดลงไป อีกทั้งอะตอม ของ คลอรีนสามารถถูกสร้างขึ้นมาใหม่อีก จากการทำปฏิกิริยาของก๊าซคลอรีนมอนอกไซด์กับอะตอมของออกซิเจน(O) ในชั้นนี้ ได้เป็นอะตอมของคลอรีนและโมเลกุลของออกซิเจน (O2)
ตามสมการเคมี

ขั้นที่ 1 : Cl + O3 → ClO + O2
ขั้นที่ 2 : ClO+ O → Cl + O2

ซึ่งอะตอมของคลอรีนอิสระที่เกิดขึ้นในขั้นที่ 2 ดังกล่าว สามารถกลับเข้าสู่กระบวนการทำลายโมเลกุลของโอโซนตามปฏิกิริยาในขั้นที่ 1 ได้อีก กลายเป็นวัฏจักรที่ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง เชื่อกันว่า โดยเฉลี่ยคลอรีนหนึ่งอะตอมสามารถที่จะทำลายโมเลกุลของโอโซนได้มากกว่าหนึ่งแสนโมเลกุล ก่อนที่ตัวมันเองจะถูกกำจัดออกไปจากวัฏจักรดังกล่าว

นอกจากนั้นการที่สาร CFC สามารถมีชีวิตอยู่ในอากาศได้ยาวนานมากกว่า 50 ถึง 100 ปี เป็นการบ่งบอกให้เห็นถึงอันตรายของสารดังกล่าวต่อการลดลงของชั้นโอโซนในระยะ ยาว และยังช่วยตอกย้ำถึงความจำเป็นในการที่เราต้องพยายามลดการใช้สารนี้ลงในทาง อุตสาหกรรม เพื่อรักษาชั้นโอโซนของโลกไว้ไม่ให้ถูกทำลายไปมากยิ่งขึ้น

ปรากฏการณ์เรือนกระจก

หากจะพูดถึงเรื่องสุดฮิตที่ทุกคนเฝ้าติดตามความเป็นไป รวมทั้งยังวิตกกังวลกับสภาวะดังกล่าวอย่างยิ่งยวดแล้วละก็ คงไม่พ้นสภาวะเรือนกระจก หรือบางคนอาจจะเรียกว่า ปรากฏการณ์เรือน (Greenhouse Effect)

ชื่อนี้มีที่มาคือ เมื่อประมาณ 100 กว่าปีมาแล้ว (ไม่รู้ตอนนั้นใครเกิดแล้วมั่ง เหอๆ) นักวิทยาศาสตร์ท่านหนึ่ง ที่มีชื่อว่า อาร์เรเนียส ได้เป็นผู้ริเริ่มใช้คำว่า สภาวะเรือนกระจก และยังได้ทำนายทายทักไว้อีกว่า การเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลจะเพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซค์ในบรรยากาศ และนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบรรยากาศโลก ปัจจุบัน ความเชื่อเกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกยังไม่เป็นเอกฉันท์ มีทั้งผลการศึกษาที่พบว่า อุณหภูมิบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นระหว่าง 0.5 องศาเซลเซียส นับตั้งแต่ พ.ศ. 2143 และผลการศึกษาอื่นๆที่พบว่า อุณหภูมิบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นระหว่าง 1.3 องศาเซลเซียสกับ 0.6 องศาเซลเซียส แต่ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่า อุณหภูมิบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นนั้น เนื่องจากเป็นวัฏจักรของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศตามธรรมชาติหรือเกิดจากการกระทำของมนุษย์ เรื่องนี้ยังต้องรอการพิสูจน์กันอีกต่อไปครับ แต่ที่แน่ๆคือทุกวันสภาพอากาศมันแปลกๆพิกล รู้สึกเหมือนกันกับผมหรือเปล่าครับ

ทีนี้เรามาดูความหมายของคำว่า ปรากฏการณ์เรือนกระจก  กันบ้างนะครับ จริงๆมันก็คือกระบวนการที่เกิดจากการแผ่รังสีอินฟราเรดโดยบรรยากาศแล้วทำให้พื้นผิวโลกร้อนขึ้น ชื่อดังกล่าวมาจากการอุปมาที่คลาดเคลื่อนว่าเป็นการเปรียบเทียบอากาศที่อุ่นกว่าภายในเรือนกระจกกับอากาศที่เย็นกว่าภายนอก (ซึ่งความจริงแล้วในอวกาศไม่มีอากาศ) โจเซฟ ฟูริเออร์เป็นผู้ค้นพบปรากฏการณ์เรือนกระจกเมื่อ พ.ศ. 2367 และสวานเต อาร์เรเนียส (Svante Arrhenius) เป็นผู้ทดสอบหาปริมาณความร้อนเมื่อ พ.ศ. 2439 นอกจากโลกแล้ว ดาวอังคาร และดาวศุกร์ ก็มีปรากฏการณ์โลกร้อนเช่นเดียวกัน อืม ชักจะไปกันใหญ่แฮะ

สภาวะเรือนกระจกที่ส่งผลกระทบต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบรรยากาศโลกอย่างต่อเนื่องนั้น เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของชั้นก๊าซบางๆ ในบรรยากาศชั้นบนของโลก ที่เรียกว่าก๊าซเรือนกระจก ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซค์เป็นส่วนสำคัญ ชั้นก๊าซบางๆนี้มีคุณสมบัติโปร่งใส และยอมให้รังสีจากดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่ทะลุผ่านบรรยากาศ เมื่อรังสีจากดวงอาทิตย์กระทบกับผิวโลก จะเปลี่ยนเป็นรังสีความร้อน ส่งผ่านกลับออกไปสู่บรรยากาศ แต่ในครั้งนี้ก๊าซชั้นบางๆจะไม่ยอมปล่อยให้รังสีคลื่นยาวทะลุผ่านไปได้ทั้งหมด โดยดูดรังสีความร้อนนี้ไว้บางส่วน และบางส่วนสะท้อนกลับมายังพื้นโลก ในอดีต กระบวนการของก๊าซเรือนกระจกทำให้บรรยากาศโลกมีความอบอุ่นที่พอเหมาะสำหรับการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในปัจจุบันพบว่า กระบวนการรับและส่งกลับรังสีความร้อนในชั้นบรรยากาศดังกล่าวกำลังเปลี่ยนไป ซึ่งเป็นผลจากการกระทำของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การผลิตและใช้พลังงานโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลได้ทำให้การปล่อยคาร์บอนไดออกไซค์ออกสู่บรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างมาก และส่งผลกระทบต่อปริมาณก๊าซเรือนกระจก ซึ่งก็มีผลให้ปริมาณความร้อนถูกสะท้อนกลับเข้ามาที่ผิวโลกมากขึ้นทุกๆปี ทำให้อุณหภูมิบรรยากาศโลกโดยเฉลี่ยมีค่าสูงกว่าค่าที่เหมาะสม นอกจากคาร์บอนไดออกไซค์แล้วยังมีก๊าซอื่นๆที่เป็นก๊าซเรือนกระจกด้วย ได้แก่ ไนทรัสออกไซค์ มีเทน และคลอโรฟลูออโรคาร์บอน เป็นต้น

ก๊าซเรือนกระจก มาจากไหน ?

นั่นสิ แล้วมันมาจากไหน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ถือได้ว่าเป็นก๊าซตัวแสบชนิดที่ทำให้เกิดพลังงานความร้อนสะสมในบรรยากาศของโลกมากที่สุดในบรรดาก๊าซเรือนกระจกชนิดอื่น ๆ เป็นตัวการสำคัญที่สุดของปรากฎการณ์เรือนกระจกที่มนุษย์เป็นผู้กระทำ ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงถ่านหินเพื่อผลิตไฟฟ้า การตัดไม้ทำลายป่า ก๊าซมีเทน (CH4) เป็นก๊าซที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เกิดจากของเสียจากสัตว์เลี้ยง เช่น วัว ควาย การทำนาที่ลุ่มน้ำท่วมขัง การเผาไหม้เชื้อเพลิงถ่านหินก๊าซธรรมชาติ และการทำเหมืองถ่านหิน ก๊าซไนตรัสออกไซด์ (N20) เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และจากการใช้ปุ๋ยไนเตรดในไร่นา การขยายพื้นที่เพาะปลูก การเผาไหม้ เผาหญ้า มูลสัตว์ที่ย่อยสลาย และเชื้อเพลิงถ่านหินจากอุตสาหกรรมที่ใช้กรดไนตริกในขบวนการผลิต เช่น อุตสาหกรรมผลิตเส้นใยไนลอน อุตสาหกรรมเคมี หรืออุตสาหกรรมพลาสติกบางชนิด คลอโรฟลูโอโรคาร์บอน (Chlorofluorocarbon- CFCs) เป็นก๊าซที่สังเคราะห์ขึ้นเพื่อใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรม เช่น ใช้ในเครื่องทำความเย็นชนิดต่าง ๆ เป็นก๊าซขับดันในกระป๋องสเปรย์ และเป็นสารผสมทำให้เกิดฟองในการผลิตโฟม เป็นต้น ซีเอฟซี มีผลกระทบรุนแรงต่อบรรยากาศ ทั้งในด้านทำให้โลกร้อนขึ้น ทำให้เกิดปรากฎการณ์เรือนกระจก และทำลายบรรยากาศโลกจนเกิดรูรั่วในชั้นโอโซน 

เห็นไหมครับว่า ปรากฏการณ์ดังกล่าวนี้ร้ายแรงแค่ไหน ซ้ำร้ายยังมีผลเสียหายต่อทุกสิ่งทุกอย่างบนโลกใบนี้อย่างมหาศาล ถึงตอนนี้พวกเราทุกคนคงต้องช่วยๆกันคนละไม้คนละมือ คนละนิดคนละหน่อย อย่างๆน้อย หนึ่งแรงหนึ่งพลังของเราก็จะได้เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้โลกของเรา น่าอยู่มากขึ้น และอยู่กับเราไปตราบนานแสนนาน

วันที่ 16 กันยายน วันโอโซนสากล

และแล้ว อีกไม่นานก็จะถึงวันสำคัญของมวลมนุษยชาติอีกวันหนึ่ง นั่นคือ วันโอโซนสากล  ซึ่งถือว่าวันที่ 16 กันยายนของทุกปี เป็นวันสำคัญของโลก ที่ชาวโลกเราทุกคนควรจะมีส่วนร่วมในการดูแล และรักษาโลกของเราให้เป็นปกติตลอดไป

ตามที่ได้บอกไว้ตั้งแต่แรกแล้วว่า บรรยากาศชั้นโอโซน เป็นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกอยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งสูงจากพื้นดิน 12-50 กิโลเมตร ชั้นบรรยากาศนี้ประกอบด้วยก๊าซโอโซน ซึ่งเกิดโดยธรรมชาติด้วยปฏิกิริยาระหว่างก๊าชออกซิเจนกับแสงอาทิตย์ และที่สำคัญบรรยากาศชั้นนี้สามารถป้องกันรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตชนิดบีจากดวงอาทิตย์ ซึ่งอันตรายต่อมนุษย์และระบบนิเวศวิทยาของโลก รวมทั้งทำให้มนุษย์มีโอกาสเป็นโรคต่างๆ ได้เพิ่มขึ้น เช่น โรคตาต้อกระจก มะเร็งผิวหนัง และอาจจะมีผลกระทบไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต รวมทั้งผลิตผลทางการเกษตรที่จะลดลง 


เราทุกคนทราบกันดีอยู่แล้วว่าบรรยากาศชั้นโอโซนนี้ กำลังถูกทำลายอย่างรุนแรงด้วยสารเคมีบางชนิดที่ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเพื่อการอุปโภคบริโภคของมนุษย์ เช่น สารซีเอฟซี ฮาลอน เมททิล คลอโรฟอร์ม เมทิลโบรไมด์ เป็นต้น
  
 


กิจกรรม แน่หละว่าวันโอโซนสากลนี้ จะเกิดประโยชน์กับทุกๆคน ถ้าพวกเราต่างมีส่วนร่วมเพื่อการได้เป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของวันดังกล่าว โดยการให้ความร่วมมือประชาสัมพันธ์ รณรงค์ให้ลด ละเลิกใช้สารที่ทำลายชั้นโอโซน

ยังไงๆ วันโอโซนสากล นี้ก็มีเพียงแค่ปีละหนึ่งวันเท่านั้นครับ จึงอยากเชิญชวนให้เราทุกคนให้ความสำคัญ พร้อมกับดำเนินกิจกรรมที่เอื้อประโยชน์ต่อการรักษาชั้นบรรยากาศโอโซน ทั้งนี้ก็เพื่อพวกเราชาวโลกทุกคนนั่นเอง จริงไหมครับ