Prima che Thomas Midgley Jr. e i suoi soci inventassero il Freon nel 1928, i refrigeranti più comuni erano sostanze chimiche pericolose come l'anidride solforosa, il cloruro di metile e l'ammoniaca. Il freon è una combinazione di diversi clorofluorocarburi, o CFC, che sono così chimicamente inerti che gli ingegneri credevano di aver trovato un composto miracoloso. I CFC sono insapori, inodori, non infiammabili e non corrosivi, ma nel 1974 due scienziati hanno avvertito che sono tutt'altro che innocui e i loro avvertimenti sono stati confermati nel 1985.
Lo strato di ozono
L'ossigeno è il secondo gas più abbondante nell'atmosfera terrestre ed esiste principalmente come molecole costituite da due atomi di ossigeno. L'ossigeno può combinarsi in molecole con tre atomi, tuttavia, che sono chiamate ozono. L'ozono vicino al suolo è un inquinante, ma nell'alta stratosfera forma uno strato protettivo intorno al pianeta che assorbe la luce solare ultravioletta, proteggendo così tutta la vita dagli effetti dannosi di ciò radiazione. Lo spessore di questo strato è misurato in unità Dobson (DU); un DU è un centesimo di millimetro a temperatura e pressione standard. Lo strato di ozono ha uno spessore medio di circa 300-500 DU, che corrisponde allo spessore di due centesimi impilati.
L'effetto dei CFC
Gli scienziati hanno iniziato a realizzare il potenziale per il cloro di interagire in modo distruttivo con l'ozono nel all'inizio degli anni '70, e Sherwood Rowland e Mario Molina avvertirono del pericolo che i CFC rappresentavano per lo strato di ozono in 1974. Questo pericolo è una diretta conseguenza del fatto che i CFC, che contengono carbonio, fluoro e cloro, sono così inerti. Poiché non reagiscono con nulla nella bassa atmosfera, le molecole CFC alla fine migrano nell'atmosfera superiore, dove la radiazione solare è abbastanza intensa da separarle. Questo produce cloro libero, un elemento tutt'altro che inerte.
L'effetto del cloro sull'ozono
Il processo mediante il quale il cloro distrugge l'ozono è in due fasi. Un radicale cloro, che è altamente reattivo, rimuove l'atomo di ossigeno in più da una molecola di ozono, formando monossido di cloro e lasciando una molecola di ossigeno come prodotto della reazione. Tuttavia, anche il monossido di cloro è molto reattivo e si combina con un'altra molecola di ozono per formare due molecole di ossigeno e lasciare l'atomo di cloro libero per ricominciare il processo. Un singolo atomo di cloro può distruggere migliaia di molecole di ozono a temperature adeguatamente fredde. Queste temperature esistono sull'Antartico e, in misura più limitata, sull'Artico, durante l'inverno.
Il buco dell'ozono
Gli scienziati hanno scoperto per la prima volta la prova di un buco nell'ozono sull'Antartico nel 1985. I governi mondiali hanno reagito rapidamente, raggiungendo un accordo a Montreal nel 1987 per eliminare gradualmente entro il 2010 l'uso di CFC tra i paesi che hanno firmato. Lo spessore medio dello strato in un buco dell'ozono, che si sviluppa ogni anno durante la primavera antartica, è di circa 100 DU, lo spessore di un centesimo. Il buco più grande osservato è stato nel 2006; era 76,30 milioni di chilometri quadrati in area (29,46 milioni di miglia quadrate); nessun buco negli anni successivi, a partire dal 2014, è stato così grande. Il primo buco nell'ozono sull'Artico è stato osservato nel 2011 dopo un inverno artico insolitamente freddo.