Kuidas mõjutab kloor osoonikihti?

Osoon, hapniku vorm, ei ole maa atmosfääris rohkesti ühendeid, kuid on oluline. See moodustab stratosfääris kihi, mis blokeerib kahjuliku ultraviolettkiirguse ja ilma selle kihita oleksid pinnal olevad olendid vähem soodsad. Klorofluorosüsivesinike eraldumine atmosfääri kahjustab seda osoonikihti, kuna kloor - a CFC-de komponent - on väga reaktiivne ja reageerib osooniga, muutes selle tavaliseks hapnikuks molekulid.

Osoon on ühend, mis moodustub kolmest hapnikuaatomist ja eksisteerib atmosfääris kahes eraldi kihis. Troposfääris, maapinna lähedal, peetakse seda saasteaineks. See kahjustab põllukultuure ja põhjustab inimestel hingamisteede vaevusi. Ülemises stratosfääris moodustab see aga ultraviolettvalgust neelava kihi. Teadlased mõõdavad selle "hea" osoonikihi paksust Dobsoni ühikutes, mis on nimetatud osooni uurimise eestvedaja Suurbritannia füüsiku Gordon Miller Bourne Dobsoni järgi. Üks Dobsoni ühik on määratletud kui paksus 0,01 millimeetrit (0,0004 tolli) standardsel temperatuuril ja rõhul, mis on 0 kraadi Celsiuse järgi (32 kraadi Fahrenheiti) ja 1 atmosfäär.

Kloor toimib osooni hapnikuks muutmise katalüsaatorina reaktsioonis, mida mõisteti alles 1973. aastal. Vaba kloori aatomi ja osooni molekuli vastastikuse mõju korral eemaldab kloori aatom kolmanda hapniku molekuli, moodustades kloormonoksiidi, ebastabiilse ühendi, ja jättes stabiilse hapniku molekuli. Kuna kloormonooksiidi molekul on ebastabiilne, võib see teise hapniku tootmiseks suhelda vaba hapnikuaatomiga molekul, mis koosneb kahest hapniku aatomist ja - mis veelgi tähtsam - jätab kloori aatomi protsessi alustamiseks vabaks uuesti. See tsükkel võib korduda tuhandeid kordi, vähendades pidevalt osooni kogust.

Kuna kloor on ebastabiilne, reageeriks see elementaarsel kujul vabanedes mõne muu elemendi või ühendiga enne, kui see kunagi stratosfääri jõuab. Kloor on aga klorofluorosüsivesinikainete rühma ainete põhielement, mida on tööstuses mitmeid rakendusi, sealhulgas külmutus. Erinevalt puhtast kloorist on CFC-d inertsed ja maapinnal vabanedes säilitavad nad oma struktuuri lõputult. Lõpuks rändavad nad atmosfääri ülemisse ossa, kus päikesevalgus on piisavalt tugev, et neid laiali murda ja kloori eraldada. Kloor pole tingimata ainus osooni kahandav element. Seda teevad ka broom, vesinik ja lämmastik.

Osoonikihi paksus on keskmiselt umbes 300 kuni 500 Dobsoni ühikut, mis vastab ligikaudu kahe virnastatud senti paksusele. 1984. aastal teatasid Antarktika Briti teadlased selle kihi korduvast hõrenemisest 180 Dobsoni ühikuni ehk veidi rohkem kui ühe sendi paksuseni. See hõrenemine toimub Antarktika talvel ja kevadel, kui stratosfääri jääosakeste pilved kiirendavad osooni hävitamist. Auk kasvab igal aastal, hõlmates suurema osa Antarktika mandrist ja kaugemalgi, ning kiht on mõne aastaga muutunud õhukeseks kui 73 Dobsoni ühikut, mis on väiksem kui peenraha paksus.