אף שהאוזון נחשב מזהֵם בעייתי, כאשר הוא נמצא במקום הנכון (באַטמוֹספֵרה הגבוהה) – תרומתו רבה וחיוּנית לקיום חיים. לאוזון תפקיד חשוב בסינוּן הקרינה האוּלטרה־סגולה המַזיקה שמקורה בשמש
כתב: ד”ר נצח פרביאש, גליליאו צעיר
במדור הקודם שאלנו מדוע בים המלח חם יותר מאשר בפִסגתוֹ של הר גבוה שנמצא באותו קו רוחב גֵּאוגרפי, וראינו שהגורם לכך הוא אֵפֵקט החממה אשר כּוֹלא קרינה תת־אדומה שנפלטת מכדור הארץ. הבנו כי ככל ששכבת האטמוספרה עבה יותר, כן אפקט החממה מִתגבֵּר, ולכן במקומות נמוכים חם יותר מאשר בהרים הנמצאים אפילו בסביבתם. אולם לעובי שכבת האטמוספרה משמעות רבה גם כאשר מסתכלים בכיוון ההפוך: כלומר, עובי שכבת האטמוספרה (שנובע מההבדלים בגובה השטח בין עמקים ובין הרים) משפיע גם על הקרינה המַגיעה מהחלל ועוברת דרך האטמוספרה אל פני כדור הארץ. הפעם ננסה להבין מדוע פחות מסוכן להשתזף בים המלח מאשר בחֶרמון.
מזהם קשה
החלל, למרות שמו, אינו חלל ריק. גַּרמֵי שמים רבים נמצאים בו, וכמה מהם מייצרים שטף של קרינה. הזכרנו בעבר את הקרינה הקוֹסמית המוּרכּבת מחֶלקיקים, את הרוח השמשית העשויה מאֵלֶקטרוֹנים, פּרוטוֹנים וחלקיקי אַלפא שנפלטים במהירוּת עצומה מהשמש. גם קרינה אֵלֶקטרוֹמַגנֵטית מַגיעה מהשמש ומהחלל. למזלנו הרב, האטמוספרה של כדור הארץ מסננת חלק גדול מהקרינה ומונעת חדירה שלה, ובכך מאפשרת קיום חיים.
האטמוספרה של כדור הארץ משתנה מאוד עם הגובה – שינויים בטמפרטורה וכן בהרכבה הכּימי. כדי לענות על השאלה מדוע פחות מסוכן להשתזף בים המלח מאשר בחרמון, נתרכז בתופעה אחת שלעִתים מבלבלים בינה ובין אפקט החממה. על האֹוזוֹן שמעתם?
אוֹזוֹן הוא מולקולה שבנויה מאטוֹמים של חַמצָן. להבדיל ממולקולת החמצן הנפוצה, המורכבת משני אטומים והמסומנת O2 מולקולת האוזון מורכבת משלושה אטומים של חמצן, ולכן מסומנת O3. האוזון הוא גז רעיל בעל ריח חריף שגורם קשיי נשימה וגירויים שונים. באֲזוֹרים של מפעלי תעשייה כבדה שמביאים לפליטתו הוא נחשב מזהם אוויר קשה.
גילוי האוזון
הפעם הראשונה שמדענים נתקלו באוזון הייתה כנראה בשנת 1785, כשהכימאי ההוֹלַנדי מַרטינוּס וָן מָארוּם ערך ניסוי שנועד לחקור את תכונות החשמל. הוא בנה גֵּנֵרָטוֹר (מְחוֹלֵל) חשמלי שמופעל באמצעות חיכוך (חשמל אלקטרוסְטָטי), והמתח החשמלי שנוצר בניסוי הִגיע לערך גבוה מאוד של כ־750 מיליון וולט! ואן מארום וצוותו תיארו בניסוי תחושה מוזרה וריח חריף שהורגש במרחק של מטרים אחדים מהגנרטור. הוא ציין ברשימותיו כי זהו “ריחו של החשמל”, ושיער שמדובר בהשפעתו של החשמל על האוויר (או החמצן). 55 שנים אחר כך הבחין הכימאי כְּריסְטיאָן שנבּיין באותו ריח חריף כאשר ערך ניסויים באלקטרוֹליזה של מים. שנביין כּינה את הגז בעל הריח החריף שנוצר בשם אוזון, שמקורו במילה היוונית “אוזיין”, שמשמעותה “להריח”.
שִׁכבת האוזון
אף שהאוזון נחשב מזהם בעייתי, כאשר הוא נמצא במקום הנכון – תרומתו רבה וחיונית לקיום חיים. באטמוספרת כדור הארץ האוזון מצוי באזור שקָרוי סְטְרָטוֹסְפֵרה, ושם הוא יוצר שכבה (“שכבת האוזון”). לאוזון שבסטרטוספרה תפקיד חשוב בסינוּן הקרינה העל־סגולה המַזיקה שמקורה בשמש. כאשר כמות האוזון בשכבה זו מידלדֶלת, נוצר “החור באוזון”. כאשר יש פחות אוזון – קרינה אלקטרומגנטית בתחום העל־סגול חודרת דרך אטמוספרת כדור הארץ ועלולה לפגוע בחיים בו, החשופים לקרינת השמש. זוֹ הסיבה שחשוב לחבוֹש כובע, להיחָשׂף לשמש רק בשעות הבוקר המוקדמות או בשעות אחר הצהריים ולהשתמש בקרם הגנה.
חשוב לציין שבמקרה של החור באוזון, וגם במקרה של ההתחממות הגלוֹבָּלית המתרחשת כנראה בשל עלייה בפליטת גזי החממה – האשֵׁמה היא כנראה הפעילות התעשייתית של האדם; זוֹ משבשת את התנאים הטבעיים בכדור הארץ. אולם אף ששתי התופעות נגרמות ככל הנראה על ידי האנושות, הן אינן קשורות זוֹ בזוֹ.
כדי לענות על השאלה שפתחנו בה נניח לרגע את החור באוזון בצד, ונספר שעובי שכבת האטמוספרה משפיע על מידת הסינון של קרינה מסוגים שונים, בדגש על אלה המזיקות יותר. לכן כאשר אנו נמצאים על חוֹפוֹ של ים המלח ההולך ומתייבש, אנו נמצאים במקום הנמוך בעולם, בגובה של כ־430 מטרים מתחת לפני הים. המשמעות היא שמעלינו שכבת אטמוספרה עבה ב־430 מטרים מזוֹ שבחוף הים התיכון (גובה פני הים) ועבה בכ־2.5 קילומטרים (!) מזוֹ שבפִסגת החרמון. לכן אף שבחרמון קר וצוֹנן לעומת ים המלח, שחם בו בדרך כלל – הקרינה המַגיעה מהחלל בעלת עצמה חזקה בחרמון יותר מאשר בים המלח. ואם נבקר בחרמון המוּשלג בחורף? אזי תהיה התופעה חמורה פי כמה! מדוע? משום שהשלג הלבן מחזיר את הקרינה, ואם לא נתמגֵן בהתאם (מסנן קרינה, כובע, משקפי שמש וכולי), נמצא את עצמנו קופאים מקור, אך באזורי הגוף החשופים – נפגעים מכוויות שמש!
*הכותב הוא הסמנכ”ל המדעי של פארק קרסו למדע בבאר שבע
הכתבה הופיעה בגיליון יולי של גליליאו צעיר – ירחון לילדים סקרנים
רוצים לקרוא עוד? לקבלת מגזין גליליאו צעיר במתנה
עוד בנושא באתר הידען:
