L'ozono, una forma di ossigeno, non è un composto abbondante nell'atmosfera terrestre, ma è importante. Forma uno strato nella stratosfera che blocca la radiazione solare ultravioletta dannosa e senza quello strato, le condizioni in superficie sarebbero meno favorevoli per gli esseri viventi. Il rilascio di clorofluorocarburi nell'atmosfera danneggia questo strato di ozono, perché il cloro -- a componente dei CFC - è altamente reattivo e interagisce con l'ozono per trasformarlo in ossigeno ordinario molecole.
Ozono nell'atmosfera
L'ozono è un composto formato da tre atomi di ossigeno ed esiste in due strati separati nell'atmosfera. Nella troposfera, vicino al suolo, è considerato un inquinante. Danneggia le colture e causa disturbi respiratori negli esseri umani. Nell'alta stratosfera, invece, forma uno strato che assorbe la luce solare ultravioletta. Gli scienziati misurano lo spessore di questo strato di ozono "buono" in unità Dobson, dal nome del fisico britannico Gordon Miller Bourne Dobson, un pioniere nello studio dell'ozono. Un'unità Dobson è definita come uno spessore di 0,01 millimetri (0,0004 pollici) a temperatura e pressione standard, che è 0 gradi Celsius (32 gradi Fahrenheit) e 1 atmosfera.
Reazione con ozono
Il cloro funge da catalizzatore nel trasformare l'ozono in ossigeno in una reazione che non è stata compresa fino al 1973. Quando un atomo di cloro libero e una molecola di ozono interagiscono, l'atomo di cloro spoglia la terza molecola di ossigeno per formare monossido di cloro, un composto instabile, e lascia una molecola di ossigeno stabile. Poiché la molecola di monossido di cloro è instabile, può interagire con un atomo di ossigeno libero per produrne un altro molecola costituita da due atomi di ossigeno e, cosa importante, lascia libero l'atomo di cloro per avviare il processo ancora. Questo ciclo può ripetersi migliaia di volte, diminuendo costantemente la quantità di ozono.
Fonti di cloro
Poiché il cloro è instabile, se rilasciato nella sua forma elementare, reagirebbe con qualche altro elemento o composto prima di raggiungere la stratosfera. Tuttavia, il cloro è un elemento chiave in una classe di sostanze chiamate clorofluorocarburi, che hanno numerose applicazioni nell'industria, inclusa la refrigerazione. A differenza del cloro puro, i CFC sono inerti e, una volta rilasciati a livello del suolo, mantengono la loro struttura a tempo indeterminato. Alla fine migrano nell'atmosfera superiore, tuttavia, dove la luce del sole è abbastanza intensa da separarli e rilasciare cloro. Il cloro non è necessariamente l'unico elemento che impoverisce l'ozono. Anche bromo, idrogeno e azoto fanno questo.
Il buco dell'ozono
Lo spessore dello strato di ozono è in media di circa 300-500 unità Dobson, che corrisponde all'incirca allo spessore di due centesimi impilati. Nel 1984, gli scienziati britannici in Antartide hanno riportato un ricorrente assottigliamento di questo strato a 180 unità Dobson, o poco più dello spessore di un centesimo. Questo assottigliamento si verifica durante l'inverno e la primavera antartica, quando le nubi stratosferiche di particelle di ghiaccio accelerano la distruzione dell'ozono. Il buco cresce ogni anno per comprendere la maggior parte del continente antartico e oltre, e lo strato è diventato sottile come 73 unità Dobson in alcuni anni, che è meno dello spessore di un centesimo.