Otsoni, hapen muoto, ei ole runsas yhdiste maapallon ilmakehässä, mutta se on tärkeä. Se muodostaa stratosfäärissä kerroksen, joka estää haitallisen ultraviolettisäteilyn, ja ilman sitä kerrosta pinnan olosuhteet olisivat epäedullisempia eläville olennoille. Kloorifluorihiilivetyjen vapautuminen ilmakehään vahingoittaa tätä otsonikerrosta, koska kloori - a CFC-komponentti - on erittäin reaktiivinen ja on vuorovaikutuksessa otsonin kanssa muuttaakseen sen tavalliseksi hapeksi molekyylejä.
Otsoni ilmakehässä
Otsoni on yhdiste, joka muodostuu kolmesta happiatomista, ja se esiintyy ilmakehässä kahdessa erillisessä kerroksessa. Troposfäärissä, lähellä maata, sitä pidetään epäpuhtauksena. Se vahingoittaa satoja ja aiheuttaa hengityselinten sairauksia ihmisillä. Ylemmässä stratosfäärissä se kuitenkin muodostaa kerroksen, joka absorboi ultraviolettisäteilyä. Tutkijat mittaavat tämän "hyvän" otsonikerroksen paksuuden Dobsonin yksiköissä, joka on nimetty brittiläisen fyysikon Gordon Miller Bourne Dobsonin, otsonitutkimuksen edelläkävijän, mukaan. Yksi Dobson-yksikkö määritellään paksuudeksi 0,01 millimetriä (0,0004 tuumaa) normaalilämpötilassa ja -paineessa, joka on 0 astetta (32 Fahrenheit-astetta) ja 1 ilmakehä.
Reaktio otsonin kanssa
Kloori toimii katalysaattorina muuttamalla otsonia hapeksi reaktiossa, jota ei ymmärretty vuoteen 1973 saakka. Kun vapaa klooriatomi ja otsonimolekyyli ovat vuorovaikutuksessa, klooriatomi riisuu kolmannen happimolekyylin muodostaen kloorimonoksidin, epästabiilin yhdisteen, ja jättää vakaan happimolekyylin. Koska kloorimonoksidimolekyyli on epävakaa, se voi olla vuorovaikutuksessa vapaan happiatomin kanssa toisen tuottamiseksi molekyyli, joka koostuu kahdesta happiatomista ja - mikä tärkeintä - jättää klooriatomin vapaana prosessin aloittamiseksi uudelleen. Tämä sykli voi toistaa tuhansia kertoja, mikä vähentää otsonin määrää tasaisesti.
Kloorin lähteet
Koska kloori on epävakaa, se vapautuessaan alkuaineena reagoisi jonkin muun alkuaineen tai yhdisteen kanssa ennen kuin se koskaan saavuttaa stratosfäärin. Kloori on kuitenkin avainasemassa kloorifluorihiilivetyjen nimeltään aineita, joita teollisuudessa on useita sovelluksia, mukaan lukien jäähdytys. Toisin kuin puhdas kloori, CFC-yhdisteet ovat inerttejä, ja kun ne vapautuvat maanpinnan tasolla, ne säilyttävät rakenteensa loputtomiin. Ne siirtyvät lopulta ilmakehän yläosaan, missä auringonvalo on riittävän voimakas hajottamaan ne erilleen ja vapauttamaan klooria. Kloori ei välttämättä ole ainoa otsonia heikentävä elementti. Bromi, vety ja typpi tekevät myös tämän.
Otsonireikä
Otsonikerroksen paksuus on keskimäärin noin 300-500 Dobson-yksikköä, mikä vastaa suunnilleen kahden pinotun penniän paksuutta. Vuonna 1984 brittiläiset tutkijat Etelämantereella raportoivat tämän kerroksen toistuvan ohenemisen 180 Dobson-yksikköön, tai hieman enemmän kuin yhden penniäkään. Tämä oheneminen tapahtuu Etelämantereen talven ja kevään aikana, jolloin jään hiukkasten stratosfääriset pilvet nopeuttavat otsonin tuhoutumista. Reikä kasvaa joka vuosi kattamaan suurimman osan Etelämantereen mantereesta ja sen ulkopuolella, ja kerroksesta on muutamina vuosina tullut ohut kuin 73 Dobson-yksikköä, mikä on pienempi kuin sentin paksuus.