تنبعث الأشعة فوق البنفسجية "UV" من الشمس على شكل أحزمة من الموجات الطويلة "UVA" والمتوسطة "UVB" والقصيرة "UVC" , ولكن بسبب امتصاص أوزون الطبقة الجو العليا لها, فإن 99% من الإشعاع الذي يصل سطح الأرض يكون من الحزمة الطويلة. بينما تعمل الحزم المتوسطة والقصيرة من الموجات فوق البنفسجية في تكوين طبقة الأوزون. الزجاج الطبيعي يكون شفافا جزئيا للموجة الطويلة "فوق البنفسجية" ولكنه معتم للموجات الأقصر.
زجاج النوافذ العادي يمكنه تمرير حوالي 90% من الضوء ذي الطول الموجي فوق 350 نانومتر, لكنه يمنع حوالي 90% من الضوء الأقل من 300 نانومتر.
تحمل الأشعة فوق البنفسجية موجات ذات طول أقصر من الضوء المرئي لكنها أطول من الأشعة السينية وقد سميت بهذا الاسم لأن طول موجة اللون البنفسجي هو الأقصر بين ألوان الطيف. وطول موجاتها يبدأ من 400 نانومتر إلى 10 نانومتر.
توجد الأشعة فوق البنفسجية في أشعة الشمس وحيث أنها أشعة مؤينة فقد تسبب تفاعلا كيميائيا، وقد ادرك الانسان تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الجسم سواء التأثيرات الايجابية أو السلبية.
كان اكتشاف الأشعة فوق البنفسجية متعلقا بمشاهدة علمية بأن أملاح الفضة تصبح داكنة أكثر بعد تعرّضها لضوء الشمس. ففي عام 1801م لاحظ الفيزيائي الألماني "جون فيلهلم رايتر" أن أشعة غير مرئية، طول موجتها أقصر من اللون البنفسجي -التي هي نهاية الطيف المرئي-، ناجعة بشكل خاص في زيادة تلون ورق الفضة المشبع بالكلوريد فقام بتسميتها "الأشعة المؤكسدة" ليشدد على تفاعلها الكيميائي ولتمييزها عن "الأشعة الحارة" التي هي بالطرف الآخر من الطيف.. فيما بعد تم تسمية الأولى بالاشعة فوق البنفسجية بينما سميت الأخرى بالاشعة تحت الحمراء.
تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية
فيتامين D
الأثر الإيجابي الرئيس من التعرض للموجة المتوسطة مساعدته على إنتاج فيتامين " د" بالجلد. تدل المؤشرات أن هناك عشرات الآلاف من الذين يموتون بالسرطان سنويا في الولاياتالمتحدة بسبب نقص فيتامين " د" بالجسم.
ويسبب هذا النقص أيضا مرض لين العظام والذي يؤدي الى تقوس الساقين عند الاطفال وتأخر بزوغ الاسنان الى غير ذلك من الاعراض المتعلقة بضعف الهيكل العظمي عند الطفل, عند البالغين قد يتسبب بضعف العظام وسهولة كسرها خاصة عند من هم اكثر عرضة لنقص ذلك الفيتامين كما في حالات النساء بعد سن 45. مصدر هذا الفيتامين يكون عن طريق الأغذية أو التعرض للشمس لفترات محددة.
الخيار الاول هو المفضل ولو عن طريق تناول فيتامين " د" في قالبه الدوائي وتجنب التعرض الطويل لاشعة الشمس خوفا من زيادة فرص الإصابة بسرطان الجلد بسبب الأشعة الفوق بنفسجية.
زيادة التعرض للموجات المتوسطة من تللك الاشعة قد يسبب ضررا مباشرا للحمض النووي وحروق بالجلد.
في حين أن التعرض لفترات قصيرة للموجة المتوسطة وبكميات حزمية محدودة - والتي تختلف حسب لون البشرة - تقلل من مستوى التأثير الضار على الحمض النووي. فالجسم يتعرف عليها ويصلح الخلل بها.
وبالتالي يزداد إنتاج الصبغة السوداء مما يؤدي إلى تلون الجلد باللون الأسمر والذي قد تطول مدته. الاسمرار يحدث لمدة تصل إلى يومين بعد التعرض للإشعاع، وتبقى لمدة أطول عند التعرض للموجات فوق البنفسجية الطويلة.
تستخدم الاشعة فوق البنفسجية في علاج بعض حالات الأمراض الجلدية مثل الصدفية والبهاق.
التعرض لفترات طويلة للشمس وأشعتها فوق البنفسجية المتوسطة قد يتسبب في ظهور بعض أشكال سرطان الجلد وتأثيرات صحية خطيرة ومزمنة بالجلد والعين والجهاز المناعي للجسم.
إشعاع UVC هو الأعلى طاقة من بين نظرائه من الأشعة فوق البنفسجية والأخطر أيضا, ولحسن الحظ انه يصفى عند غلاف الأرض الجوي.
الجلد
يستطيع الإشعاع فوق البنفسجي الطويل UVA والمتوسط UVB والقصير UVC أن يدمر ألياف بروتين الكولاجين وبالتالي يسرع بشيخوخة الجلد. كما الأشعة الطويلة UVA والمتوسطة UVB يمكنهما تحطيم فيتامين " أ" الموجود بالجلد.
نبدأ بالموجة الطويلة UVA، فقد كان ينظر إليها في السابق بأنها الأقل خطورة, ولكنها اليوم تعرف بأنها تعجل بسرطان الجلد خلال تدمير غير مباشر للحمض النووي DNA.
فهي تنتشر بعمق لكنها لا تسبب حروق الشمس ولا احمرار بالجلد.
الواقي الشمسي يتمكن من اعتراضها واعتراض الموجة المتوسطة UVB معها.
وبما أنها لا تدمر الحمض النووي بشكل مباشر كالأشعة المتوسطة والقصيرة الا انها تستطيع توليد وسط كيميائي شديد التفاعل يساهم بدوره بتدمير الحمض النووي.
وقد ألقى بعض العلماء اللوم بأن أمراض الجلد الخطيرة التي أصابت مستخدمي الواقيات الشمسية سببه عدم وجود مرشحات لتلك الموجة في تلك الواقيات .
أما الموجة المتوسطة UVB فهي مسببة للسرطان الجلد وتدمر ألياف الكولاجين ولكن بوتيرة أبطأ من UVA، من خلال التدمير المباشر للحمض النووي.
فالإشعاع يهيج جزيئات الحمض النووي في خلايا الجلد، وقد تظهر الطفرة الجينية مما يتسبب بالنمو السرطاني, تلك الطفرة الجينية المسببة من الأشعة الفوق بنفسجية من السهولة ملاحظتها بزراعة البكتيريا, وكمقاومة للإشعاع الفوق بنفسجي يميل الجسم إلى الاسمرار عند تعرضه لمستوى معقول من إشعاع UVA (حسب نوع الجلد) وتصبح الصبغة البنية قاتمة.
هذا الاسمرار يوقف انتشار الاشعة الفوق بنفسجية كما يمنع التدمير القوي لأنسجة الجسم الضعيفة.
هناك مستحضرات طبية تستعمل كحاجز على البشرة أو مانع للضوء حيث تمنع الأشعة الفوق بنفسجية جزئيا فهي للحماية من أشعة ال UVB المسؤولة عن حروق الشمس لكنها لا تستطيع الحماية من ال UVA كما أسلفنا سابقا, وحاليا ظهرت بالأسواق مستحضرات حماية جديدة تحتوي مركبات تستطيع مقاومة الأشعة الطويلة للفوق بنفسجية UVA كما يوجد مستحضرات طبيعية واعشاب للحماية من الأشعة الفوق بنفسجية.
العين
ازدياد كثافة الموجة المتوسطة UVB له خطورة للعين عند التعرض لها, لذا فالأفضل استعمال النظارات الشمسية والمحمية ضد تلك الاشعة لتغطية العين بالكامل للأشخاص الذين قد يتعرضون للإشعاع الفوق بنفسجي, خاصة الموجة القصيرة UVC .. متسلقي الجبال ومن يسكن المرتفعات أكثر عرضة للأشعة الفوق بنفسجية من الأشخاص العاديين وذلك بسبب ضعف الغلاف الجوي عند تلك المرتفعات الذي يصفي تلك الإشعاعات.
النظارات الزجاجية العادية تعطي حماية بسيطة بينما تعطي العدسات البلاستيك حماية أقوى من الزجاجية, والسبب كما شرحناه سابقا أن الزجاج له خاصية تمرير الموجات الطويلة UVA بينما البلاستيك خاصية المرور للعدسات اقل. عموما للعدسات خاصية الحماية من الاشعاع ولكن حتى تلك الحماية لا يمكنها المنع التام للأشعة الفوق بنفسجية عن العين.
وحين اختيار النظارات الشمسية يجب التأكد انها واقية من الاشعة فوق البنفسجية وغير منفذة لها اذ ان استخدام النظارات غير الواقية قد يحمل خطرا مضاعفا مقارنة بعدم استعمال أي نظارات حيث أن عتامة عدسات النظارات يُمكّن بؤبؤي العين من التوسع مؤديا للاشعة بالنفاذية الى داخل العين بشكل اكبر.
