June 25, 2014

ඕසෝන් වියන රැක ගැනීමේ අවශ්‍යතාවය

අප සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ඇති ග්‍රහලෝක අතුරින් සුවිශේෂිත ග්‍රහලෝකය වන්නේ පෘථිවියයි. එයට ප්‍රධාන හේතුව වන්නේ මිහිමත ජීවය පැවතීමට සුදුසු වායුගෝලයක් අප පෘථිවිය සතුව තිබීමයි. මෙම වායුගෝලය සරල අණුවලින් සමන්විත වායු වර්ග ගණනාවක සම්මිශ්‍රණයකි. මෙම වායූන්ගෙන් සමහරක් ජීවයේ පැවැත්මට සෘජුව දායක වන අතර සමහර වායු වර්ග ජීවයේ පැවැත්මට අත්‍යාවශ්‍ය මෙන්ම ඒ සහා විශාල සහයෝගයක් දක්වයි. පෘථිවිය සතුවූ මෙම විශේෂිත වායුගෝලය සමන්විත වූ වායු හා ඒවායේ පරිමාව අනුව ඇති ප්‍රතිශතය පහත වගුවේ දක්වා ඇත.

වායුව                                          රසායනික සූත්‍රය                    පරිමාව අනුව ප්‍රතිශතය %
නයිට්‍රජන්                                                   N2                                        78.08
ඔක්සිජන්                                                   O2                                           20.95
ආර්ගන්                                                      Ar                                        0.93
කාබන්ඩයොක්සයිඩ්                                  CO2                                      0.03
නියොන්                                                    Ne                                        0.0018
හීලියම්                                                       He                                       0.00052
මීතේන්                                                      CH4                                     0.00014
ක්‍රිප්ටෝන්                                                 Kr                                         0.00010
නයිට්‍රස්ඔක්සයිඩ්                                        N2O                                     0.00005
ඕසෝන්                                                     O3                                       0.000007

ඕසෝන් ස්ථරය හුනාගනිමු
ඕසෝන් වායුවට වඩා අල්ප ලෙස අප අවට වායුගෝලයේ තවත් වායු වර්ග ඇතිමුත් ඒවා වෙන් වෙන් ලෙස ඉහත වගුවේ දක්වා නොමැත. ඉහත වගුවේ ඇති වායු වර්ග සියල්ලම පෘථිවියේ ජීවය පවත්වාගෙන යාමට වැදගත් නැතිමුත් සමස්ථ වායු පරිමාවෙන් ආසන්න ලෙස 21% ක් පමණ ඇති ඔක්සිජන් වායුව ජීවයේ පැවැත්මට අත්‍යවශ්‍යම වායුවයි. එමෙන්ම ඔක්සිජන් වායුවේ මූලික තැනුම් ඒකකය වන ඔක්සිජන් පරමාණු 3 ක් එකතුවී තැනී ඇති ඕසෝන් වායුවද පෘථිවිය මත ජීවය රකින මුලික සංඝඨකයක් ලෙස දැක්විය හැකිය. ගැඹුරින් අධ්‍යයනය කලහොත් ජීවය පවත්වාගෙන යාමට හේතුවන වඩා වැදගත් වායුව ලෙසද හැින්විය හැක. මුළු වායුගොලයේ ඇති වායු පරිමාවෙන් 0.000007% ඇති මෙම ඕසෝන් වායුව පෘථිවිය මත ජීවය ඇතිවීමට හා පවත්වාගෙන යාමට හේතු වන අතර වැඩියෙන් දක්නට ලැබෙන්නේ මුහුදු මට්ටමේ සිට කිලෝමීටර් 20-30 ත් අතර වු ඉහල වායුගෝලයේය. මෙම කලාපයේ ඕසෝන් අණු බහුල ලෙස පවතින නිසා පොදුවේ ඕසෝන් වියන” හෝ “ඕසෝන් ස්ථරය” ලෙස හුන්වයි.
අප පෘථිවියේ වායුගෝලයේ උෂ්ණත්වය මුහුදු මට්ටමේ සිට ඉහලට යනවිට ක්‍රමයෙන් යම් යම් වෙනස්වීම් වලට ලක්වේ. මෙලෙස උෂ්ණත්වයේ සිදුවන වෙනස්කම් සලකා බලා විද්‍යායින් විසින් එය ප්‍රධාන කොටස් 5 කට බෙදා ඇත. ඒවා නම්
පරිවර්තී ගෝලය (Troposphere)  -මුහුදු මට්ටමේ සිට 10 Km දක්වා පමණ
 ස්ථර ගෝලය (Stratosphere )     - 10 Km -50 Km දක්වා පමණ
 මධ්‍ය ගෝලය (Mesosphere)       - 50 Km -80 Km දක්වා පමණ
තාප ගෝලය (Thermosphere)     - 80 Km -200 Km දක්වා පමණ
අයන ගෝලය (Ionosphere)          - 200 Km සිට ඉහලට
මේ අනුව බලන කල ඕසෝන් ස්ථරය පිහිටා ඇත්තේ ඉහල වායුගෝලයේ ස්ථර ගෝලයට අයත් ප්‍රදේශයකය. ඕසෝන් වායුව ඉතා ප්‍රතික්‍රයාශීලි වායුවක් වන අතර කටුක ගන්ධයකින් යුක්තය. තවද මෙම වායුව අධික පීඩනයකට ලක්කොට වායු සරාවක් තුල අන්තර්ගත කලවිට දුබල නිල්පැහැයෙන් දිස්වේ. ඉහල වායුගෝලයේ වැඩි වශයෙන් ඇති ඕසෝන් වායුව පහල වායුගෝලයේ ඇත්තේ ඉතා සුළු වශයෙනි. එමෙන්ම පහල වායුගෝලයේ ඇති ඕසෝන් වායුව දූෂකයක් ලෙසද ක්‍රියාකරයි.
ඕසෝන් ස්ථරයේ කාර්යභාරය
පෘථිවිය මත ජීවින්ගේ පැවැත්මට හිරු එළිය අත්‍යවශ්‍ය වන බව අප සියල්ලම දන්නා කරුණකි. එමෙන්ම අප භාවිතයට ගන්නා බොහෝ ශක්තීන්ගේ ප්‍රාථමික ශක්ති ප්‍රභවය වන්නේද සූර්යයාය. සූර්යයා තුළ සිදුවන න්‍යෂ්ටික විලයනය ක්‍රියාවේ හේතුවෙන් නිපදවන ශක්ති විකිරණය මාර්ගයෙන් පෘථිවිය වෙත ලාවේ. මෙම විකිරණයන් පෘථිවියට පැමිණෙන්නේ විවිධ තරංග ආයාමයන් සහිත විද්‍යුත් චුම්බක තරංග ශ්‍රේණියක් ලෙසය. ඒ ඒ තරංග ආයාමයන්ට නිශ්චිත ශක්තියක් ඇති අතර ඒ අනුව සූර්යයාගෙන් පැමිණෙන විකිරණ ප්‍රධාන කොටස් කීපයකට බෙදිය හැක. උදාහරණයක් ලෙස අධික ශක්තියන් ඇති  (ගැමා කිරණ) X කිරණ,  පාරජම්බුල කිරණ (Ultra Violet-UV) කිරණ මෙන්ම අඩු ශක්තියක් ඇති අධෝරක්ත (Infra Red -IR) කිරණ ,ක්ෂුද්‍ර තරංග හා රේඩියෝ තරංග දැක්විය හැකිය. මෙම ශ්‍රේණියේ සාපේක්ෂ ලෙසට මැදට වන්නට අපගේ ඇස සංවේදී දෘෂ්ඨි වර්ණාවලිය පිහිටයි.  එමෙන්ම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය සහා අවශ්‍ය ශක්තිය ලැබෙන්නේද දෘෂ්‍ය වර්ණාවලිය (ආලෝකය) කොටසට අයත් විකිරණයෙනි. සුර්යයාගේ සිට වැඩිම ශක්තියක් පෘථිවිය වෙත ගෙනඑනු ලබන්නේ මෙම දෘෂ්‍ය ආලෝකය ලෙසය. දෘෂ්‍ය ආලෝකයට වඩා වැඩි ශක්තියකින් හා කෙටි තරංග ආයාමයකින් යුත් පාරජම්බුල කිරණ ඕසෝන් ස්ථරය සමග ඉතා සමීප සම්බන්ධතාවයක් පෙන්වයි. මෙම පාරජම්බුල කිරණ අඩු සිට වැඩිවන පිලිවෙලට සකසා උප කොටස් 3 ක් UV-A UV-B UV-C ලෙසට බෙදා හුනා ගත හැකිය. මින් UV-B UV-C පෘථිවිය මත ඇති ජීවයට ඍජුවම තර්ජනයක් වන අතර සාපේක්ෂව අඩු ශක්තියකින් යුත් දෘෂ්‍ය ආලෝකයට ආසන්න UV-A වලින් ජීවයට තර්ජනයක් එල්ල නොවේ.
ඕසෝන් ස්ථරයේ විනාශය
මිනිසා විසින් නිෂ්පාදනය කරනු ලබන යම් යම් රසායනික ද්‍රව්‍ය නිසා ඕසෝන් ස්ථරය විනාශවෙමින් පවතී. දැනට ලැබී ඇති විද්‍යාත්මක තොරතුරු අනුව මෙලෙස ඕසෝන් වියනේ විනාශයට වැඩිවශයෙන් වගකිව යුතුයැයි හුනාගෙන ඇති රසායන ද්‍රව්‍ය නම් හැලජනීකෘත හයිඩ්‍රොකාබන්ය.පොදුවේ මෙම රසායන ද්‍රව්‍ය ඕසෝන් ක්ෂයකාරක හෝ ඕසෝන් ප්‍රහීනකාරක ද්‍රව්‍ය (Ozone Depleting substances -ODS) ලෙස හුන්වයි. විශේෂිත කරුණ නම් මෙම හැලජන කාණ්ඩ හෝ කාණ්ඩයන් ක්ලෝරීන් හෝ බ්‍රෝමීන් වීමයි. දැනට ඕසෝන් ස්ථරයට අහිතකර රසායන ද්‍රව්‍ය 96 ක් පමණ සොයාගෙන ඇත.
ඕසෝන් ස්ථරයේ විනාශය අවබෝධ කර ගැනීම
CFC වර්ගයේ රසායනික ද්‍රව්‍ය මුල්වරට සොයාගනු ලැබුවේ 20 වන සියවසේ 3 වන දශකයේදීය. මෙම ද්‍රව්‍ය සතු කර්මාන්ත භාවිතයට අතිශයින්ම යෝග්‍ය වූ රසායන සහ භෞතික ලක්ෂණ නිසා සීඝ්‍ර ලස කර්මාන්ත වල ප්‍රචලිත විය. මේ අනුව මෙට්‍රික් ටොන් දස දහස් ගණනින් නිෂ්පාදනය විය. CFC වර්ගයේ රසායනික ද්‍රව්‍ය සතු වූ නිශ්ක්‍රීය ස්වභාවය (Innert) ක් සුවක් නැති බව (Order less) වස විස නැති බව (Non Toxic) වැනි කරුණු මේවායේ සීඝ්‍ර ප්‍රචලිතවීමට හේතු සාධක විය. එමනිසා මෙම වායුව සොයාගත් කාලයේදී එය පුදුම වායුව (Wonder Gass) ලෙස හා දෙවියන් දුන් වායුව ලෙස හැින්වේ. භාවිතය අවසානයේදී මෙම ප්‍රතික්‍රියාශීලි නොවන වායුව අප අවට වායුගෝලයට ටොන් දස දහස් ගණනින් එක්විය. 1970 දශකයේදී ඕසෝන් විනාශවීම නිරීක්ෂණය කරන ලද අතර නයිට්‍රස් ඔක්සයිඩ් මෙයට හේතුව ලෙස ආචාර්ය පෝල් කර්ට්සන් මතයක් ඉදිරිපත් කලේය. මෙයට මූලික හේතුව වූයේ ඒ වනවිට ශබ්දයේ වේගයට වඩා වැඩි වේගයකින් ගමන් ගන්නා යානා (Super Sonic Jets) තරමක් ඉහල ආකාශයේ ගමන් කිරීමයි. නමුත් පසු කලෙකදී මෙම ප්‍රතික්‍රියාවට වඩා ඉතා විශාල ලෙස ක්ලෝරීන් පරමාණු මගින් ඕසෝන් වායුව විනාශවන බව සොයාගන්නා ලදී. පහල වායුගෝලයේදී අවට වායුගෝලයට කිසිදු තර්ජනයක් එල්ල නොකරන මෙම වායුවට සිදු වන්නේ කුමක්දැයි යන්න කුතුහලයෙන් යුත් විද්‍යායන්ගේ පරීක්ෂණයට ලක්විය. ඕසෝන් වියනට CFC වර්ගයේ රසායන ද්‍රව්‍ය වල ඇති ක්ලෝරීන් පරමාණු සම්බන්ධවීම පිලිබ යාන්ත්‍රණයක් ලොවට මුලින්ම ඉදිරිපත් කලේ කැලි‍‍‍‍ෆෝනියා විශ්වවිද්‍යාලයේ පර්යේෂකයන් දෙපලක් වන ආචාර්ය මරියෝ මොලීනා හා අචාර්ය ෂර්වුඩ් රෝලන්ඩ්ය. මෙම විද්‍යාත්මක අනාවරණය කිරීම් වලට අනුව ලෝකයේ විද්‍යායින් හා සාමානය ජනතාවගේ දැස් ඕසෝන් ස්ථරය වෙත යොමුවිය. වැඩි වශයෙන් මෙම අංශයේ පර්යේෂණ පැවැත්වූ අතර දැනුම සම්භාරයක්ද එකතු විය. ඕසෝන් වියනේ විනාශය සම්බන්ධයෙන් මුලින්ම ලොවට කරුණු හෙලිකල විද්‍යායින් වන ආචාර්ය මරියෝ මොලීනා අචාර්ය ෂර්වුඩ් රෝලන්ඩ් හා ආචාර්ය පෝල් කර්ට්සන් යන තිදෙනාම 1995 වර්ෂයේ රසායන විද්‍යාව උදෙසා වන නොබෙල් ත්‍යාගයෙන් පිදුම් ලැබුවේ ඔවුන්ගේ මෙම සුවිශේෂී සොයා ගැනීම සහාය.

1 comments:

ඕසෝන් ගීතය දන්නෙ කවුද?

Post a Comment