როგორ აზიანებს CFC– ები ოზონის შრეს?

სანამ თომას მიდგლი უმცროსმა და მისმა თანამოაზრეებმა ფრეონი გამოიგონეს 1928 წელს, ყველაზე გავრცელებული გამაგრილებელი საშუალებები იყო საშიში ქიმიკატები, როგორიცაა გოგირდის დიოქსიდი, მეთილის ქლორიდი და ამიაკი. ფრეონი არის რამდენიმე ქლოროფლორკარბონატის ან CFC- ის კომბინაცია, რომლებიც იმდენად ქიმიურად ინერტულია, რომ ინჟინრებს სჯეროდათ, რომ მათ აღმოაჩინეს სასწაული ნაერთი. CFCs არის უგემოვნო, უსუნო, აალებადი და არაკოროზიული, მაგრამ 1974 წელს ორმა მეცნიერმა გააფრთხილა, რომ ისინი უვნებელია და 1985 წელს დაადასტურეს მათი გაფრთხილებები.

ჟანგბადი მეორე ყველაზე მეტი გაზია დედამიწის ატმოსფეროში და იგი ძირითადად არსებობს, როგორც ორი ჟანგბადის ატომისგან დამზადებული მოლეკულები. ჟანგბადი შეიძლება გაერთიანდეს მოლეკულებში სამი ატომით, თუმცა მათ ოზონს უწოდებენ. მიწის მახლობლად მდებარე ოზონი დამაბინძურებელია, მაგრამ ზედა სტრატოსფეროში იგი ქმნის დამცავ შრეს გარშემო პლანეტა, რომელიც შთანთქავს ულტრაიისფერ მზის სხივებს და ამით იცავს სიცოცხლეს ამის მავნე ზემოქმედებისგან გამოსხივება. ამ ფენის სისქე იზომება დობსონის ერთეულებში (DU); ერთი DU არის მილიმეტრის მეასედი სტანდარტული ტემპერატურისა და წნევის დროს. ოზონის შრის სისქე საშუალოდ დაახლოებით 300 – დან 500 დუ – მდეა, რაც დაახლოებით ორი დაწყობილი პენის სისქისაა.

მეცნიერებმა პირველად დაიწყეს ქლორის პოტენციალი გააცნობიერონ დესტრუქციული ურთიერთქმედება ოზონთან 1970-იანი წლების დასაწყისში და შერვუდ როულანდმა და მარიო მოლინამ გააფრთხილეს საფრთხე ოზონის შრისთვის 1974. ეს საშიშროება პირდაპირი შედეგია იმ ფაქტისა, რომ CFC - რომლებიც შეიცავს ნახშირბადს, ფტორს და ქლორს - ასე ინერტულია. იმის გამო, რომ ისინი არაფერს რეაგირებენ ქვედა ატმოსფეროში, CFC მოლეკულები საბოლოოდ მიგრირებენ ზედა ატმოსფეროში, სადაც მზის გამოსხივება იმდენად ინტენსიურია, რომ მათ დაშლა. ეს წარმოქმნის თავისუფალ ქლორს - ელემენტს, რომელიც ინერტულია.

პროცესი, რომლის დროსაც ქლორი ანადგურებს ოზონს, ორი ეტაპია. ქლორის რადიკალი, რომელიც ძალზე რეაქტიულია, ჟანგბადის დამატებით ატომს აცლის ოზონის მოლეკულას, ქმნის ქლორის მონოქსიდს და ტოვებს ჟანგბადის მოლეკულას, როგორც რეაქციის პროდუქტს. ქლორის მონოქსიდი ასევე ძალიან რეაქტიულია, თუმცა ის სხვა ოზონის მოლეკულასთან ერთად ქმნის ორი ჟანგბადის მოლეკულას და ქლორის ატომს თავისუფლად ტოვებს, რათა პროცესი თავიდან დაიწყოს. ქლორის ერთ ატომს შეუძლია გაანადგუროს ათასობით ოზონის მოლეკულა ადეკვატურად ცივ ტემპერატურაზე. ეს ტემპერატურა არსებობს ანტარქტიდთან და უფრო შეზღუდულად არქტიკასთან ზამთრის პერიოდში.

მეცნიერებმა ანტარქტიდის თავზე ოზონის ხვრელის მტკიცებულება პირველად 1985 წელს აღმოაჩინეს. მსოფლიო მთავრობებმა სწრაფი რეაგირება მოახდინეს და 1987 წელს მიაღწიეს შეთანხმებას მონრეალში, რომ 2010 წლისთვის დასრულებულიყო CFC- ს გამოყენება ხელმომწერ ქვეყნებს შორის. ფენის საშუალო სისქე ოზონის ხვრელში, რომელიც ყოველწლიურად ვითარდება ანტარქტიდის გაზაფხულზე, დაახლოებით 100 დუ არის - ფულის სისქე. ყველაზე დიდი ხვრელი დაფიქსირდა 2006 წელს; ფართობი იყო 76,30 მილიონი კვადრატული კილომეტრი (29,46 მილიონი კვადრატული მილი); მომდევნო წლებში, 2014 წლის მდგომარეობით, არცერთი ხვრელი არ ყოფილა ისეთი დიდი. პირველი ოზონის ხვრელი არქტიკაზე 2011 წელს დაფიქსირდა არაჩვეულებრივი ცივი ზამთრის შემდეგ.