כיצד CFC מפרקים את שכבת האוזון?

כלורופלואור-פחמנים, או CFC, הם סוג של גזים שהיו בעבר בשימוש נרחב כקירור וכדלק. למרות ששניהם אינם רעילים ושימושיים מאוד, CFC פוגעים בשכבת האוזון, השכבה הדקה של האטמוספירה העליונה של כדור הארץ הקולטת אור UV מהשמש. מכיוון שאור UV יכול לגרום לסרטן עור בבני אדם, לפגיעה בשכבת האוזון יש השלכות חמורות אפשריות על בריאותך.

CFCs אינם מגיבים למדי. אותה תכונה הופכת את שניהם לאטרקטיביים כימיקלים תעשייתיים ומסוכנים לסביבה. מכיוון שהם לא כל כך ריאקטיביים, הם מתפרקים לאט מאוד כשהם משוחררים לאטמוספירה, ומעניקים להם זמן להגיע לשכבת האטמוספירה של כדור הארץ הנקראת סטרטוספירה. כמה קילומטרים מעל פני כדור הארץ בסטרטוספירה שוכבת שכבה עשירה בגז הנקרא אוזון. כל מולקולת אוזון עשויה משלושה אטומי חמצן, שלא כמו מולקולות רגילות של גז חמצן המכילות שני אטומי חמצן בלבד.

כאשר הם נחשפים לאור אולטרה סגול חזק, CFCs נשברים לבסוף כדי לשחרר אטומי כלור בודדים עם אלקטרון לא מזווג. אטומי כלור אלה הם מאוד לא יציבים ומגיבים עם אוזון כדי לפרק אותו לחמצן באמצעות סוג של תגובת שרשרת. אטום כלור יחיד יכול להגיב עם עד 100,000 מולקולות של אוזון לפני שהוא מתחבר לבסוף עם אטום אחר ליצירת תרכובת יציבה. לכן גם מספר קטן של מולקולות CFC יכול להשמיד כמויות גדולות של אוזון ולהישאר פעיל באטמוספירה העליונה לפרקי זמן ארוכים.

אף על פי כי CFC הם תוצר של פעילות אנושית, הרי געש יכולים לתרום לנזק בכך שהם הופכים גורמים אלה להרס האוזון להרסניים עוד יותר. חלקיקי אבק קטנים מפוזרים בהתפרצויות כמו התפרצות הר בשנת 1992. פינטובו בפיליפינים מגיעים לאטמוספירה העליונה ומפריעים לתגובות כימיות שמסירות את אטומי הכלור. כשזה קורה, אטומי הכלור נותרים פעילים למשך פרק זמן ארוך יותר וכך יש להם סיכוי לפרק עוד הרבה מולקולות אוזון.

CFCs לא נשארים פעילים ללא הגבלת זמן, כמובן; עם הזמן, תגובות כימיות הופכות את אטומי הכלור לתרכובות יציבות אחרות שאינן מפרקות אוזון. זו הסיבה שרמות ה- CFC בסטרטוספירה יירדו בהדרגה כל עוד בני אדם מפסיקים להוסיף גזים אלה לאטמוספירה. בהינתן מספיק זמן ללא CFC, שכבת האוזון יכולה בסופו של דבר להתאושש מהנזק מכיוון שאוזון נוצר באטמוספירה העליונה באמצעות תהליכים כימיים טבעיים. ייצור CFCs בוטל באמצע שנות התשעים באמצעות הסכם בינלאומי בשם פרוטוקול מונטריאול. על פי הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית, מדענים מאמינים כי שכבת האוזון עשויה לחזור לרמות נורמליות מתישהו לאחר 2060.