• โอโซน

    การปะทุของภูเขาไฟในอนาคตจะส่งผลกระทบต่อชั้นโอโซนของโลกยังไง

    การปะทุของภูเขาไฟที่สำคัญครั้งถัดไปอาจก่อให้ปฏิกิริยาทางเคมีเริ่มเกิดขึ้นอย่างเอาจริงเอาจังซึ่งจะก่อให้ชั้นโอโซนที่ปกคลุมไปด้วยดาวเคราะห์อย่างจริงจัง

    ขอบเขตของความเสียหายที่เกิดสังกัดชั้นโอโซนที่เกิดขึ้นมาจากการปะทุที่มีขนาดใหญ่แล้วก็ระเบิดขึ้นกับลักษณะทางเคมีของบรรยากาศที่สลับซับซ้อนและระดับของการปล่อยแก๊สสภาวะเรือนกระจกที่มนุษย์ผลิตขึ้นในชั้นบรรยากาศ การใช้แบบจำลองทางเคมีที่ซับซ้อนนักวิจัยจากHarvard University แล้วก็ University of Maryland ตรวจสอบว่าจะกำเนิดอะไรขึ้นกับชั้นโอโซนเพื่อตอบสนองการปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่ในช่วงที่เหลือของศตวรรษนี้รวมทั้งในเหตุการณ์การปล่อยแก๊สปรากฏการณ์เรือนกระจกหลายแบบ การค้นคว้าวิจัยได้รับการเผยแพร่เมื่อเร็วๆนี้ในจดหมายการค้นคว้าธาตรีฟิสิกส์

    ชั้นบรรยากาศยี่ห้อโตสเฟียร์ของโลกยังคงฟื้นตัวจากการปลดปล่อยคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) รวมทั้งสารเคมีอื่นๆที่ทำให้โอโซนหมดสิ้นลง แม้ว่า CFCs จะถูกยกเลิกโดยพิธีสารมอนทรีออลเมื่อ30 ปีที่ผ่านมาระดับของโมเลกุลที่มีคลอรีนอยู่ในชั้นบรรยากาศยังคงสูงมากขึ้น การปะทุของภูเขาไฟระเบิดที่ฉีดสารซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นจำนวนมากในชั้นบรรยากาศตราโตสเฟียร์ทำให้การแปลงสารเคมีคลอรีนแปลงเป็นแบบปฏิกิริยาที่ทำลายโอโซนเยอะขึ้น

    นักค้นคว้ารู้มานานแล้วว่าเมื่อความเข้มข้นของคลอรีนจาก CFCs ที่มนุษย์สร้างขึ้นสูงการขาดของโอโซนจะส่งผลต่อการปะทุของภูเขาไฟเมื่อระดับของคลอรีนจาก CFCs ต่ำการระเบิดของภูเขาไฟสามารถเพิ่มความครึ้มของชั้นโอโซนได้จริง แต่ว่าเมื่อมีการเปลี่ยนนี้เกิดขึ้นจากการระเบิดที่ทำให้โอโซนหมดไปไปสู่การระเบิดที่เพิ่มความดกของชั้นโอโซนได้นานแล้ว การศึกษาเรียนรู้และค้นคว้าและทำการวิจัยก่อนหน้าที่ผ่านมาได้ตีสีหน้าต่างของการเปลี่ยนแปลงใดๆระหว่าง 2015-2040

    นักวิจัยของ Harvard พบว่าการปะทุของภูเขาไฟอาจจะทำให้โอโซนสิ้นเหลือเกินจนกระทั่งปีพ. ศาสตราจารย์ 2570 หรือเกินกว่าแม้ว่าจะมีความเข้มข้นที่ต่ำลงของ CFCs ที่มนุษย์ผลิตขึ้น

    ผลของการทดลองของพวกเราทำให้เห็นว่าช่องโหว่ของคอลัมน์โอโซนที่มีการปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่จะส่งผลต่อในช่วงปลายศตวรรษที่ 21 ซึ่งมีความนัยสำคัญกว่าการคาดการณ์ก่อนหน้านี้” เดวิดวิลเมิ ธ ผู้กำกับการศึกษาค้นคว้ากล่าวและก็เป็นนักวิทยาศาสตร์แผนการที่Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences และก็สาขาวิชาเคมีรวมทั้งชีววิทยาเคมี

    เพราะเหตุใดการเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ก็เลยเกิดขึ้นอย่างช้ากว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้?

    Eric Klobas 
    คนเขียนนำและก็ผู้สมัครระดับปริญญาเอกด้านฟิสิกส์เคมีฮาร์วาร์ดพูดว่าการวัดการก่อนหน้านี้มิได้พิจารณาถึงต้นกำเนิดแก๊สฮาโลเจนบางประเภทดังเช่นว่าสาหร่ายโบรอนคาร์บอนที่มีอายุสั้นมากที่มาจากแพลงตอนและสาหร่ายทะเล

    การบัญชีในการปล่อยมลภาวะกลุ่มนี้จะปรับระยะเวลาการเปลี่ยนจากการปะทุที่ทำให้มีการเกิดการพร่องของโอโซนเพื่อการ eruptions ที่เพิ่มความหนาของชั้นโอโซน แหล่งธาตุโบรมีนที่เป็นธรรมชาติพวกนี้เปลี่ยนเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในชั้นบรรยากาศยี่ห้อโตสเฟียร์หลังจากที่ความเข้มข้นของ CFCs ที่ปลดปล่อยออกมาจากมนุษย์ลดลง

    เราพบว่าความเข้มข้นของโบรมีนจากสารประกอบอินทรีย์ธรรมชาติที่มีอายุสั้นเป็นเรื่องสำคัญอย่างมาก” คลาบัสกล่าว ความเคลื่อนไหวจำนวนธาตุโบรมีนจากแหล่งต่างๆพวกนี้บางทีอาจเป็นความแตกต่างระหว่างการปะทุของภูเขาไฟปลายศตวรรษที่ 21 ซึ่งส่งผลให้การทำลายคอลัมน์โอโซนหรือการเพิ่มสมรรถนะของคอลัมน์โอโซน 

  • โอโซน

    การฟื้นฟูสภาพของโอโซนบางทีอาจชักช้าไปจากสารเคมีที่ไม่ได้รับการควบคุม

    การเพิ่มขึ้นของสารออกไซด์โอโซนที่ไม่ได้รับการควบคุมที่เพิ่มขึ้นอาจจะทำให้การฟื้นฟูสภาพของระดับโอโซนแอนตาร์กติกาน้อยลงด้านใน 5-30 ปีขึ้นอยู่กับสถานการณ์การปลดปล่อย

    การค้นพบนี้ได้พิมพ์ใน Nature Communications ชี้ว่าสารเคมีที่ถูกไม่เอาใจใส่ก่อนหน้าที่ผ่านมาเรียกว่า dichloromethane บางทีอาจเป็นสาเหตุของการขาดของโอโซนแล้วก็ควรจะไตร่ตรองเพื่อปรับแต่งการคาดการณ์โอโซนในอนาคต

    คลอรีนอายุยืนดังเช่นว่า chlorofluorocarbons (CFCs) นำมาซึ่งการก่อให้เกิดการขาดของชั้นบรรยากาศโอโซนในสมัย 80 เห็นได้ชัดที่สุดในทวีปแอนตาร์กติก

    ภายหลังจากการเสนอแนะโครงการ UN Montreal ในปีพ. ศาสตราจารย์ 2530 ซึ่งมีการควบคุมการปลดปล่อยสารทำให้โอโซนหมดลงโอโซนในชั้นบรรยากาศเริ่มฟื้นและคาดว่าจะกลับสู่ระดับก่อนปี 2523 ในช่วงช่วงหลังของศตวรรษนี้

    หลุมโอโซนของแอนตาร์กติกคาดว่าจะฟื้นตัวเต็มกำลังระหว่างช่วงปี 2046 ถึง 2057

    แต่ความเข้มข้นของสาร dichloromethane ในช่วงเวลาสั้นๆสารออกสิเจนที่แก่สั้นซึ่งไม่ได้ควบคุมโดยพิธีสารมอนทรีออลได้เพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ล่วงเลยไปรวมทั้งบางทีอาจส่งผลต่อการสูญเสียโอโซน

    “Dichloromethane 
    เป็นสารเคมีที่ทำความเสียหายต่อชั้นโอโซนซึ่งมีช่วงของการใช้งานด้านอุตสาหกรรมซึ่งแตกต่างจาก CFCs รวมทั้งก๊าซที่แก่ยืนยาวที่มีความรับผิดชอบเยอะที่สุด การลดลงของชั้นโอโซน dichloromethane มีชีวิตในบรรยากาศสั้นๆฉะนั้นก็เลยไม่ได้รับการควบคุมโดยพิธีสารมอนทรีออลถึงแม้จะมีการผลิตที่มากขึ้นนี้ทำให้ความเข้มข้นของบรรยากาศลดลงอย่างเร็วในช่วงทศวรรษก่อนหน้าที่ผ่านมา

    แม้การต่ำลงของโอโซนจาก dichloromethane ในตอนนี้ค่อนข้างจะออกจะไม่แน่ใจว่าปริมาณก๊าสในชั้นบรรยากาศจะมีการเปลี่ยนอย่างไรในอนาคตผลของการทดลองของพวกเราทำให้เห็นว่าการเติบโตอย่างสม่ำเสมอของความเข้มข้นอาจจะเป็นผลให้การฟื้นตัวของชั้นโอโซนน้อยลงอย่างยิ่ง ของผลตอบแทนในอนาคตของพิธีสารมอนทรีออล 

    Dr Ryan Hossaini 
    จาก Lancaster University และก็เพื่อนร่วมงานใช้แบบจำลองจำลองการขนส่งทางเคมีสุดยอดเพื่อวิเคราะห์ความไวของคลอรีนและระดับโอโซนในอนาคตต่อการเติบโตของ dichloromethane ที่ยั่งยืน การวัดdichloromethane ในบรรยากาศในช่วงสองทศวรรษก่อนหน้าที่ผ่านมาซึ่งทำโดยนักวิทยาศาสตร์จาก National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ในประเทศอเมริกา

    การเพิ่มขึ้นของ dichloromethane จากการประมาณของพวกเราเป็นสิ่งที่น่าทึ่งและไม่คาดคิดความเข้มข้นลดน้อยลงอย่างช้าๆในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 แต่ว่าตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษที่ 2000 เป็นต้นมาได้มากขึ้นประมาณสองเท่าที่ ไซต์ทั้งโลก 

    มันไม่แน่นอนว่าอะไรเป็นสิ่งที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตนี้แม้กระนั้นบางทีอาจเกี่ยวข้องกับการใช้สารเคมีจำพวกนี้เป็นตัวทำละลายแทนสารเคมีที่แก่การใช้แรงงานยาวนานอื่นๆ(ดังเช่นว่า CFCs และก็HCFCs) ที่ถูกเลิกใช้หรือใช้เป็นวัตถุดิบ สำหรับเพื่อการผลิตสารเคมีจำพวกอื่นๆ

    การคาดคะเนของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มdichloromethane อย่างสม่ำเสมอตามแนวโน้มเฉลี่ยที่คาดหมายเอาไว้ภายในตอนปี 2547-2557 จะช่วยให้โอโซนสามารถฟื้นตัวเหนือแอนตาร์กติกาได้ถึง 30 ปีแม้ความเข้มข้นของ dichloromethane อยู่ในระดับเดี๋ยวนี้ความชักช้าสำหรับการฟื้นตัวจะอยู่ที่เพียง ปีเท่านั้นหากว่าวิถีโคจรในอนาคตของdichloromethane จะไม่แน่นอนโดยไม่มีข้อบัญญัติเกี่ยวกับการปลดปล่อยมลพิษ แต่ว่าก็มีลักษณะท่าทางว่าความเข้มข้นจะตกไหนสักที่ระหว่างช่วงที่พรีเซนเทชั่นตรงนี้

    ศาสตราจารย์ Martyn Chipperfield จากมหาวิทยาลัย Leeds ‘School of Earth and Environment พูดว่า พวกเราจำเป็นต้องวิเคราะห์ความอุดมสมบูรณ์ของแก๊สนี้แล้วก็กำหนดแหล่งที่มาตอนนี้การฟื้นฟูสภาพของโอโซนในระยะยาว เลเยอร์จากผลกระทบของ CFCs ยังคงเป็นไปตามวัตถุประสงค์ แต่การปรากฏตัวของ dichloromethane ที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความไม่เที่ยงสำหรับในการคาดเดาอนาคตของโอโซนและลักษณะของอากาศของเรา