La Terra gode di molti vantaggi tra i pianeti del sistema solare, dalle sue temperature moderate e dal esistenza di acqua e ossigeno al suo strato di molecole di ozono che proteggono i suoi abitanti dai dannosi del sole energia. L'avvento dei clorofluorocarburi, o CFC, ha minacciato lo strato di ozono e la sopravvivenza degli abitanti della Terra. I produttori pensavano che le sostanze chimiche fossero la panacea per i loro mal di testa di produzione perché i CFC non emettevano odori, erano stabili, non erano infiammabili o tossici e potevano essere prodotti a basso costo. Questi produttori non sapevano che le loro speranze sarebbero state deluse solo decenni dopo.
Lo strato di ozono e le radiazioni ultraviolette
Uno strato di ozono avvolge la Terra e impedisce alle radiazioni ultraviolette o UV dannose di raggiungere gli esseri viventi sulla superficie del pianeta. Lo strato di ozono esiste principalmente nella stratosfera, uno strato dell'atmosfera che si estende da 10 a 50 chilometri (circa da 6 a 30 miglia) sopra la superficie terrestre. Le radiazioni UV provocano vari effetti nocivi nell'uomo, tra cui il cancro della pelle e la cataratta, un annebbiamento del cristallino dell'occhio. L'ozono comprende tre atomi di ossigeno legati insieme chimicamente, mentre l'ossigeno nella sua forma abituale è biatomico, il che significa che contiene due atomi di ossigeno legati chimicamente. Le molecole di ozono assorbono i raggi UV, utilizzando questa energia per separare un atomo di ossigeno dalla molecola di ozono. Questo consuma l'energia del raggio UV e lo rende innocuo per gli esseri viventi. Dei tre tipi di radiazioni UV, l'UVB è il più dannoso perché arriva più lontano, anche al di sotto della superficie dell'oceano.
Definiti clorofluorocarburi
I clorofluorocarburi, o CFC, sono composti costituiti da combinazioni degli elementi cloro, fluoro e carbonio; aerosol, refrigeranti e schiume contengono CFC. Quando questi CFC entrano nell'aria, salgono nell'atmosfera per incontrarsi e distruggere le molecole di ozono. Utilizzati per la prima volta nel 1928, i CFC sono diventati più comuni quando sono stati creati vari altri composti CFC. Alcuni dei CFC più noti sono i composti del freon, utilizzati come ingredienti di raffreddamento nei frigoriferi e nei condizionatori d'aria, ma da allora sono stati gradualmente eliminati dalla produzione negli Stati Uniti. Il governo degli Stati Uniti consente ancora l'uso del freon in elettrodomestici e veicoli finché le forniture sono disponibili. I composti ecologici hanno per lo più sostituito il freon come refrigeranti.
Potere distruttivo dei clorofluorocarburi
Quando i raggi UV del sole entrano in contatto con i CFC, gli atomi di cloro si staccano. Questi atomi di cloro vagano per l'atmosfera fino a quando non si incontrano con le molecole di ozono. L'atomo di cloro e uno degli atomi di ossigeno dell'ozono si combinano, lasciando dietro di sé ossigeno biatomico o molecolare. Quando un atomo di ossigeno libero contatta questo composto cloro-ossigeno, i due atomi di ossigeno si combinano per formare ossigeno molecolare e il cloro si spegne per devastare più molecole di ozono. L'ossigeno molecolare, a differenza delle molecole di ozono, non può impedire ai raggi UV di raggiungere la superficie terrestre. L'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti stima che un atomo di cloro può distruggere fino a 100.000 molecole di ozono. Nel 1974 l'M. J. Molina e F. S. Rowland ha pubblicato un documento che illustra come i CFC scompongono le molecole di ozono nell'atmosfera.
Riduzione dell'ozono
I CFC vengono rilasciati nell'atmosfera a causa di perdite nelle apparecchiature. Poiché i CFC sono composti stabili e non si dissolvono in acqua, tendono a rimanere per lunghi periodi di tempo, da decenni a centinaia di anni. In generale, l'ozono viene costantemente formato e distrutto, ma la quantità totale di ozono nell'atmosfera dovrebbe essenzialmente rimanere a un numero stabile. I CFC sconvolgono questo equilibrio, rimuovendo l'ozono più velocemente di quanto possa essere sostituito.
Effetti dannosi della perdita di ozono
I raggi UVB distruggono il DNA, la molecola che immagazzina il materiale genetico di tutti gli esseri viventi. Gli organismi possono riparare da soli alcuni di questi danni, ma il DNA non riparato provoca la formazione di tumori e provoca altri effetti mutanti come arti mancanti o extra negli animali. Nel 1978, dopo la pubblicazione di numerosi studi sugli effetti dei CFC sull'ozono strato, gli Stati Uniti hanno deciso di vietare i CFC utilizzati negli aerosol, con diversi altri paesi seguendo l'esempio.