आकुंचन पावताहेेत ओझोन छिद्रे 

डॉ. श्रीकांत कार्लेकर
सोमवार, 15 जून 2020

कव्हर स्टोरी

कोरोना पार्श्वभूमीवर माणसांच्या संरक्षणासाठी  मागील दोन-अडीच महिन्यांत केलेली  टाळेबंदी निसर्गासही पोषक ठरली आहे. याच दरम्यान निदर्शनास आलेली आणखी एक चांगली बाब म्हणजे आर्क्टिक आणि अंटार्क्टिकवरची ओझोन थराला पडलेली  छिद्रे भरून येत आहेत. ओझोन थराला  ही  छिद्रे पडली कशी,  ती  केव्हा निदर्शनास आली, ओझोन पृथ्वीचे संरक्षक म्हणून कसे काम करतो, या प्रश्नांवर केलेली चर्चा... 

कोरोनाचा वाढता प्रादुर्भाव नियंत्रणात ठेवण्यासाठी जगभरातील अनेक देशांनी टाळेबंदी म्हणजे लॉकडाउनचा पर्याय निवडला. त्यामुळे वाहनांची वर्दळ कमी झाली आणि वाहनांमुळे होणारे हवेचे प्रदूषण गेल्या काही महिन्यांत खूपच कमी झाले. कारखाने बंद झाल्यामुळे त्यांच्यामार्फत नदी नाल्यात जाणारी विषारी रसायनेही कमी झाली. त्यामुळे त्यांचे पाणी स्वच्छ झाले. शहरे, वस्त्या, डोंगर, दऱ्या, जंगले यातला माणसांचा वावर कमी झाल्यामुळे पक्षी प्राणी सगळीकडे मुक्तपणे हिंडू फिरू लागले. सगळ्या नैसर्गिक पर्यावरणाचे एक प्रकारे जणू पुनरुज्जीवनच झाले. याचा महत्त्वाचा परिणाम पृथ्वीभोवतालच्या, पृष्ठभागालगतच्या आणि थोड्या उंचीवरच्या हवेची प्रत सुधारली हाच आहे. आपल्या आजूबाजूच्या हवेतला धुरकटपणा कमी झाला, आकाश स्वच्छ निळे दिसू लागले. हिमाचल आणि उत्तर प्रदेशातून, हिमालयाची शिखरे खूप दुरवरूनही  स्पष्ट दिसू लागली. एवढेच नाही तर आर्क्टिक आणि अंटार्क्टिकवरची ओझोन छिद्रे (Ozone holes ) आकुंचन पावू लागली!

 पृथ्वीभोवतालच्या वातावरणात स्थिराम्बर (Stratosphere ) विभागात, पृथ्वी पृष्ठापासून २० ते ४० किमी उंचीवर ओझोन वायूचे कवच आहे. हा वायू वातावरणात प्रवेश करणाऱ्या  सूर्याच्या ऊर्जेतील धोकादायक अशा अतिनील (Ultraviolet ) ऊर्जेचे ९७ ते ९९ टक्के इतके शोषण करतो. स्थिराम्बरात असलेल्या इतर वायूंच्या प्रमाणापेक्षा ओझोनचे प्रमाण या विभागात अल्प असते. ओझोनच्या थराची जाडी १० किमी असून ती ऋतूनुसार  कमी जास्त होत असते. हा थर  स्थिराम्बराच्या खालच्या पट्ट्यात आढळतो. इ. स. १९१३ मध्ये फ्रेंच पदार्थविज्ञान शास्त्रज्ञ चार्ल्स फेब्री व हेन्री बौसन यांनी या वायूच्या थराचा शोध लावला. 

उच्च वातावरणातील ओझोनचा थर बरीचशी अतिनील किरणे शोषून घेतो व ती  पृथ्वीवर पोचू शकत नाहीत. त्या अर्थाने  ओझोन हे पृथीभोवती असलेले संरक्षक कवच आहे. १९७०च्या मध्यापासूनच माणसाने त्याच्या आजूबाजूच्या प्रदेशात इतके झपाट्याने बदल केले आहेत, की  ज्यामुळे वातावरणातील अकरा ते पन्नास किलोमीटर उंचीच्या स्थिराम्बर (Stratosphere) या प्रदेशातील ओझोनचे प्रमाण कमी होऊ लागले. ओझोनचे प्रमाण जसे कमी होऊ लागले, तशी अर्थातच अतिनील  ऊर्जा वातावरणातून पृथ्वीपर्यंत सहज पोचू शकली. ही घटना प्रामुख्याने पृथ्वीचे ध्रुव प्रदेश व त्याच्या जवळपासच्या विभागात वर्षाच्या काही विशिष्ट वेळा घडू लागली आणि त्यामुळेच तिथे ओझोनच्या थराला छिद्रे पडू लागली. 

आज उपग्रहांच्या साहाय्याने व जमिनीवरील निरीक्षणावरून पृथ्वीवर पोचलेल्या अतिनील  किरणांचे  प्रमाण मोजता येते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरती असलेल्या वातावरणाच्या थरात पृष्ठभागापासून स्थिराम्बरापर्यंतच्या हवेच्या स्तंभात ओझोनमुळे किती अतिनील किरणांनी प्रवेश केला आहे हेही मोजले जाते. उन्हाळ्यात मध्य अक्षांश प्रदेशात ओझोन एक टक्का कमी झाल्यास अतिनील  किरणांत  तीन टक्क्यांनी वाढ होते, असे लक्षात आले आहे. वातावरणाच्या स्थिराम्बरातील ओझोनचे  प्रमाण कमी झाले, की  विद्युत चुंबकीय ऊर्जेतील लघू तरंग किरणांचा प्रादुर्भाव वाढतो. 

सौर प्रारणातील अतिनील  किरणे  वातावरणातील ऑक्सिजनच्या अणूवर आपटून ओझोनची निर्मिती होते. ओझोनचा अणू अस्थिर असला, तरी स्थिराम्बरात तो दीर्घ काळ टिकून राहतो. पृथ्वीवरच्या २० ते ४० किमी उंचीवरच्या वातावरणाच्या थरात त्याचे प्रमाण सर्वाधिक असते. विषुववृत्तीय प्रदेशाच्या वर असलेल्या स्थिराम्बरात ओझोनचे प्रमाण ध्रुवीय प्रदेशावरील स्थिराम्बरात असलेल्या प्रमाणापेक्षा नेहमीच कमी असते. थंडीच्या दिवसांत या थराची जाडी वाढते. 

वास्तविक पाहता उष्णकटिबंध प्रदेशातील वातावरणात त्याची निर्मिती मोठ्या प्रमाणावर होत असली, तरी स्थिराम्बरातील हवेच्या हालचालीमुळे हा वायू उच्च अक्षाशांकडे म्हणजे ध्रुव प्रदेशाकडे  मोठ्या प्रमाणात पसरत जातो आणि तिथे स्थिराम्बरात खालच्या पट्ट्यात  स्थिरावतो. सप्टेंबर, ऑक्टोबर महिन्यात, दक्षिण गोलार्धात, अंटार्क्टिकवर आणि मार्च, एप्रिल, मेमध्ये  उत्तर गोलार्धात, आर्क्टिकवर ओझोनचे प्रमाण एकदम कमी होते. याला 'ओझोन छिद्र' (Ozone hole) निर्मिती असे म्हटले जाते. ओझोन थरात सतत घट झाल्यामुळे स्थिराम्बराच्या तापमानातही घट  होते आणि यामुळे दक्षिण ध्रुव प्रदेशातील भोवरा (Polar  Vortex ) अधिक कार्यक्षम होऊन अंतर्गत भागातील तापमान घटते. उपलब्ध आकडेवारी असे दर्शविते, की  हिम आवरणाचा जितका ऱ्हास  आर्क्टिकवर झाला आहे,  तितका अजूनही अंटार्क्टिकवर झालेला नाही. 

सामान्यपणे  पृथ्वीच्या उत्तर व दक्षिण ध्रुव प्रदेशात ओझोन कमी होण्याचे प्रमाण जास्त असते आणि तीस अंश उत्तर ते तीस अंश दक्षिण अक्षवृत्त प्रदेशात ते कमी असते. पण या अक्षवृत्त प्रदेशात सूर्यप्रकाशाचे प्रमाण नेहमीच जास्त असल्यामुळे ओझोन कमी झाला नाही, तरीसुद्धा अतिनील किरणे  नेहमीच जास्त असतात.

उष्ण कटिबंधातील प्रदेशावर असलेल्या स्थिराम्बराच्या खालच्या पट्ट्यातून हवेचा पुंजका एक किमी उंचीवर अत्यल्प वेगाने म्हणजे रोज १८ मीटर या दराने वर सरकतो. एक किमी उंची गाठायला या पुंजक्याला दोन  महिने लागतात. मात्र, हवेच्या पुंजक्याच्या स्थिराम्बरातील खालच्या थरातील आडव्या हालचाली खूप जलद असतात. त्या उत्तर गोलार्धात दर दिवशी १०० किमी,  तर दक्षिण गोलार्धात दर दिवशी ५० ते ५५ किमी असतात. 

गेल्या अनेक वर्षांपासून पृथ्वीचे रक्षक कवच असलेल्या या ओझोन वायूचा वेगाने ऱ्हास  होत आहे. मनुष्यनिर्मित क्लोरोफ्लूरो कार्बन्स (CFC) व  ब्रोमोफ्लूरो कार्बन्सची रासायनिक संयुगे मोठ्या प्रमाणात वातावरणात प्रवेश करीत असल्याचा हा परिणाम आहे. अतिशय संथ गतीने ही संयुगे स्थिराम्बरापर्यंतचा त्यांचा प्रवास पूर्ण करतात. तिथे पोचल्यावर ती सहजपणे ओझोनचा विनाश घडवून आणतात. २००९ पर्यंत मनुष्यामुळे वातावरणात सोडला गेलेला नायट्रस ऑक्साइड हा मुख्य ओझोन विनाशक पदार्थ होता. 

एकोणीशे सत्तरनंतर वातावरणातील ओझोनच्या प्रमाणात चार  टक्क्यांनी घट झाली आहे. उत्तर व दक्षिण ध्रुवांपाशी हे प्रमाण पाच  टक्के इतके असून यामुळे इथे ओझोन छिद्रच तयार झाले आहे. अशा तऱ्हेच्या ओझोन छिद्राचा शोध १९८५ मध्ये  ज्यो फर्मन यांनी लावला. १९८५ नंतर अनेक देशांनी रेफ्रिजिरेशन, औद्योगिक प्रदूषके यासारख्या गोष्टींवर बंधने आणून 'सीएफसी'चे प्रमाण नियंत्रित करण्याचे किंवा कमी करण्याचे प्रयत्न सुरू केले. १९९६ मध्ये या रसायनांना पर्यायी रसायनांची निर्मितीही केली जाऊ लागली. २००३ मध्ये, उपग्रहीय सर्वेक्षणातून असे लक्षात आले, की  ओझोनचा ऱ्हास होण्याचा वेग लक्षणीयरीत्या कमी होतोय. मात्र,  सीएफसीसारख्या काही रसायनांचे आयुष्यमान ५० ते १०० वर्षे इतके असल्यामुळे याआधी स्थिराम्बरात पोचलेली ही द्रव्ये  अजूनही तिथेच रेंगाळत असून,  ती ओझोनचा ऱ्हास अजूनही करीतच आहेत. २०१६ च्या सुरुवातीला ओझोन ऱ्हास वाढत नसल्याचे संकेत मिळत असले, तरी १९८० पूर्वींची वातावरणातील ओझोनची महत्तम पातळी गाठायला २१ व्या शतकाच्या  मध्यापर्यंत थांबावे लागेल, असा शास्त्रज्ञांचा कयास आहे. एका अंदाजानुसार वातावरणातील ओझोनची २०२० पर्यंत सर्वाधिक हानी होणार नाही आणि वर्ष २०७५ पर्यंत अंटार्क्टिकवरील ओझोन छिद्रही नष्ट होणार नाही. ते सप्टेंबर ते डिसेंबरच्या दरम्यान तिथे  नेहमी तयार होत राहील.

 आजची ओझोनची स्थिती कळण्यासाठी दूर संवेदन व उपग्रह तंत्रज्ञानाचा वापर करून ओझोन थराचे  साप्ताहिक नकाशे तयार करणे, ओझोन छिद्राचे नकाशे तयार करणे  आणि ओझोन छिद्र निर्मितीत ऋतूनुसार होणारे बदल अभ्यासणे यासारखे प्रयत्न सातत्याने सुरू आहेत. यातून हेही लक्षात येते आहे, की  ओझोनच्या होत  असलेल्या ऱ्हासाचे फार मोठे परिणाम पर्यावरणावर होतच आहेत. मनुष्य आणि इतर प्राण्यांच्या शरीरावर होणारे घातक परिणाम, जैवविविधतेचा ऱ्हास, पाणथळ प्रदेशांची  हानी, हवेचा खालावणारा दर्जा आणि सगळ्यात महत्त्वाचे म्हणजे हवामान बदलासाठी ओझोन ऱ्हासाचा  लागणारा हातभार या  सगळ्याचा विचार दरवर्षी १६ सप्टेंबर रोजी जगभर ओझोन दिवस पाळून केला जातो. 

ओझोनचे वातावरणातील अस्तित्व आपल्याही अस्तित्वासाठी फार महत्त्वाचे आहे. ओझोन कमी झाल्यामुळे अतिनील किरणे पृथ्वीपर्यंत पोचू लागल्याचे अनेक दुष्परिणाम जगात सगळीकडेच आता प्रकर्षाने जाणवू लागले आहेत. UV-B ची पातळी वाढल्यामुळे हे परिणाम अधिक तीव्रतेने होताना दिसून येत आहेत. पृथ्वीवर अतिनील किरणे पोचण्याचे प्रमाण पृथ्वीवरच्या विविध ठिकाणी वेगवेगळे असते. त्यात कालपरत्वे बदलही होत असतात.   दरवर्षी दोन टक्के या वेगाने वर्ष २००० पासून पृथ्वीवरील ओझोन थर त्याच्या पूर्वस्थितीला येऊ लागला आहे. कदाचित या शतकाच्या मध्यापर्यंत हा थर पूर्णपणे सुधारलेला असेल. उत्तर गोलार्धात २०३० पर्यंत आणि दक्षिण गोलार्धात २०५० पर्यंत ही स्थिती येईल असा शास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे. अंटार्क्टिकवरील ओझोन छिद्र वर्ष २०६० पर्यंत पूर्णपणे नाहीसे होईल. 

आर्क्टिकवरील ओझोन छिद्र सर्वप्रथम २०११ मध्ये  लक्षात आले. त्यावेळी जानेवारी महिन्यात तयार झालेले हे  छिद्र खूप छोटे होते. ओझोन छिद्र प्रामुख्याने अंटार्क्टिकवर जुलै-सप्टेंबरच्या  महिन्यात तयार होते. कारण या महिन्यांत स्थिराम्बर तुलनेने खूपच थंड असते. अशी स्थिती आर्क्टिकवर असत नाही. २०१९ मध्ये अंटार्क्टिकवर ओझोन छिद्राचा आकार सगळ्यात लहान होता. १९८७ च्या वातावरणातील क्लोरोफ्लूरो कार्बन्स कमी करण्याविषयीच्या माँट्रिअल नियमावली (Protocol) चे अनेक देशांनी पालन केल्याचा तो परिणाम असावा. 

कोविड १९ मुळे जगभरात झालेल्या लॉकडाउनमुळे 'सीएफसी'सारख्या रासायनिक संयुगाचे वातावरणात होणारे उत्सर्जन कमी झाल्यामुळे आर्क्टिकवरचे ओझोन छिद्र नाहीसे झाले असल्याचेही निरीक्षण आहे. मात्र, उत्तर ध्रुवावरील तापमानाचा भोवरा (Vortex ) कार्यक्षम होऊन कमी झालेल्या तापमानाचा तो परिणाम असल्याचा दावा कोपर्निकस हवामान नियंत्रण सेवा या संस्थेने केला आहे. 

अंटार्क्टिकवरही ओझोन छिद्र कमी होत असल्याचे लक्षात येते आहे. जगभरात, विशेषतः ध्रुवीय प्रदेशांकडे जाणाऱ्या वाऱ्यांच्या आकृतिबंधात (Patterns) बदल झाल्यामुळे ओझोन छिद्रात ही सुधारणा झाल्याचे कोलोरॅडो विद्यापीठ, बोल्डर  येथील अंतरा बॅनर्जी यांनी म्हटले आहे. तिथल्या पर्यावरणावर भविष्यात होऊ शकणाऱ्या  सकारात्मक परिणामांची ही नांदीच असून अंटार्क्टिकवरील पेंग्विन पक्ष्यांना मोठा दिलासा देणारी घटना आहे!

संबंधित बातम्या