Πώς επηρεάζει το χλώριο το στρώμα του όζοντος;

Το όζον, μια μορφή οξυγόνου, δεν είναι άφθονη ένωση στην ατμόσφαιρα της γης, αλλά είναι σημαντική. Σχηματίζει ένα στρώμα στη στρατόσφαιρα που εμποδίζει την επιβλαβή υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία και χωρίς αυτό το στρώμα, οι συνθήκες στην επιφάνεια θα ήταν λιγότερο ευνοϊκές για τα ζωντανά όντα. Η απελευθέρωση χλωροφθορανθράκων στην ατμόσφαιρα καταστρέφει αυτή τη στιβάδα του όζοντος, επειδή το χλώριο - α συστατικό των CFC - είναι πολύ αντιδραστικό και αλληλεπιδρά με το όζον για να το μετατρέψει σε συνηθισμένο οξυγόνο μόρια.

Το όζον είναι μια ένωση που σχηματίζεται από τρία άτομα οξυγόνου και υπάρχει σε δύο ξεχωριστά στρώματα στην ατμόσφαιρα. Στην τροπόσφαιρα, κοντά στο έδαφος, θεωρείται ρύπος. Βλάπτει τις καλλιέργειες και προκαλεί αναπνευστικές παθήσεις στον άνθρωπο. Στην ανώτερη στρατόσφαιρα, ωστόσο, σχηματίζει ένα στρώμα που απορροφά το υπεριώδες φως του ήλιου. Οι επιστήμονες μετρούν το πάχος αυτού του στρώματος «καλού» όζοντος σε μονάδες Dobson, που πήρε το όνομά του από τον Βρετανό φυσικό Gordon Miller Bourne Dobson, πρωτοπόρο στη μελέτη του όζοντος. Μία μονάδα Dobson ορίζεται ως πάχος 0,01 mm (0,0004 ίντσες) σε τυπική θερμοκρασία και πίεση, που είναι 0 βαθμοί Κελσίου (32 βαθμοί Φαρενάιτ) και 1 ατμόσφαιρα.

Το χλώριο δρα ως καταλύτης για τη μετατροπή του όζοντος σε οξυγόνο σε μια αντίδραση που δεν έγινε κατανοητή μέχρι το 1973. Όταν ένα άτομο ελεύθερου χλωρίου και ένα μόριο όζοντος αλληλεπιδρούν, το άτομο χλωρίου απογυμνώνει το τρίτο μόριο οξυγόνου για να σχηματίσει μονοξείδιο του χλωρίου, μια ασταθή ένωση και αφήνει ένα σταθερό μόριο οξυγόνου. Επειδή το μόριο μονοξειδίου του χλωρίου είναι ασταθές, μπορεί να αλληλεπιδράσει με ένα άτομο ελεύθερου οξυγόνου για να παράγει ένα άλλο μόριο που αποτελείται από δύο άτομα οξυγόνου και - το σημαντικότερο - αφήνει το άτομο χλωρίου ελεύθερο για να ξεκινήσει η διαδικασία πάλι. Αυτός ο κύκλος μπορεί να επαναληφθεί χιλιάδες φορές, μειώνοντας σταθερά την ποσότητα του όζοντος.

Επειδή το χλώριο είναι ασταθές, εάν απελευθερωθεί στη στοιχειακή του μορφή, θα αντιδράσει με κάποιο άλλο στοιχείο ή ένωση πριν φτάσει ποτέ στη στρατόσφαιρα. Ωστόσο, το χλώριο είναι βασικό στοιχείο σε μια κατηγορία ουσιών που ονομάζονται χλωροφθοράνθρακες, οι οποίες έχουν πολλές εφαρμογές στη βιομηχανία, συμπεριλαμβανομένης της ψύξης. Σε αντίθεση με το καθαρό χλώριο, οι CFC είναι αδρανείς και όταν απελευθερώνονται σε επίπεδο εδάφους, διατηρούν τη δομή τους επ 'αόριστον. Τελικά μεταναστεύουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, ωστόσο, όπου το φως του ήλιου είναι αρκετά έντονο για να τα διαλύσει και να απελευθερώσει χλώριο. Το χλώριο δεν είναι απαραίτητα το μόνο στοιχείο που καταστρέφει το όζον. Το βρώμιο, το υδρογόνο και το άζωτο το κάνουν επίσης.

Το πάχος της στιβάδας του όζοντος είναι κατά μέσο όρο περίπου 300 έως 500 μονάδες Dobson, το οποίο αντιστοιχεί περίπου στο πάχος των δύο στοιβών. Το 1984, Βρετανοί επιστήμονες στην Ανταρκτική ανέφεραν μια επαναλαμβανόμενη αραίωση αυτού του στρώματος σε 180 μονάδες Dobson, ή λίγο περισσότερο από το πάχος μιας δεκάρας. Αυτή η αραίωση συμβαίνει κατά τη διάρκεια της Ανταρκτικής το χειμώνα και την άνοιξη, όταν τα στρατοσφαιρικά σύννεφα των σωματιδίων πάγου επιταχύνουν την καταστροφή του όζοντος. Η τρύπα μεγαλώνει κάθε χρόνο για να καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος της ηπείρου της Ανταρκτικής και πέρα ​​από αυτήν, και το στρώμα έχει γίνει τόσο λεπτό όσο 73 μονάδες Dobson σε μερικά χρόνια, το οποίο είναι μικρότερο από το πάχος ενός δεκάρα.