Pirms Tomass Midlijs juniors un viņa domubiedri 1928. gadā izgudroja freonu, visbiežāk dzesētāji bija bīstamas ķīmiskas vielas, piemēram, sēra dioksīds, metilhlorīds un amonjaks. Freons ir vairāku hlorfluorogļūdeņražu jeb CFC kombinācija, kas ir tik ķīmiski inerti, ka inženieri uzskatīja, ka ir atraduši brīnuma savienojumu. CFC ir bez garšas, bez smaržas, neuzliesmojoši un nerūsējoši, taču 1974. gadā divi zinātnieki brīdināja, ka tie nebūt nav nekaitīgi, un viņu brīdinājumi tika apstiprināti 1985. gadā.
Ozona slānis
Skābeklis ir otra bagātākā gāze Zemes atmosfērā, un tā galvenokārt pastāv kā molekulas, kas sastāv no diviem skābekļa atomiem. Skābeklis var apvienoties molekulās ar trim atomiem, kurus sauc par ozonu. Ozons zemes tuvumā ir piesārņotājs, bet augšējā stratosfērā tas veido aizsargslāni ap planēta, kas absorbē ultravioleto saules gaismu, tādējādi pasargājot visu dzīvību no tās kaitīgajām sekām starojums. Šī slāņa biezumu mēra Dobsona vienībās (DU); viens DU ir simtdaļa milimetra pie standarta temperatūras un spiediena. Ozona slānis ir vidēji apmēram 300 līdz 500 DU biezs, kas ir aptuveni divu sakrautu santīmu biezums.
CFC ietekme
Zinātnieki vispirms sāka apzināties hlora potenciālu destruktīvi mijiedarboties ar ozonu 20. gadsimta 70. gadu sākumā, un Šervuds Roulends un Mario Molina brīdināja par briesmām, ko CFC rada ozona slānim 1974. Šīs briesmas ir tiešas sekas tam, ka CFC - kas satur oglekli, fluoru un hloru - ir tik inerti. Tā kā tās neko nereaģē apakšējā atmosfērā, CFC molekulas galu galā migrē uz atmosfēras augšējo daļu, kur saules starojums ir pietiekami intensīvs, lai tās sadalītu. Tas rada brīvu hloru - elementu, kas ir tikai inerts.
Hlora ietekme uz ozonu
Process, kurā hlors iznīcina ozonu, ir divi posmi. Hlora radikāls, kas ir ļoti reaktīvs, noņem papildu skābekļa atomu no ozona molekulas, veidojot hlora monoksīdu un atstājot skābekļa molekulu kā reakcijas produktu. Tomēr hlora monoksīds ir arī ļoti reaktīvs, un tas apvienojas ar citu ozona molekulu, veidojot divas skābekļa molekulas un atstājot hlora atomu brīvu, lai atkal sāktu procesu. Viens hlora atoms adekvāti aukstā temperatūrā var iznīcināt tūkstošiem ozona molekulu. Šīs temperatūras ziemas laikā pastāv virs Antarktīdas un ierobežotākā mērā visā Arktikā.
Ozona caurums
Zinātnieki pirmo reizi pierādījumus par ozona caurumu virs Antarktīdas atklāja 1985. gadā. Pasaules valdības ātri reaģēja, panākot vienošanos Monreālā 1987. gadā, līdz 2010. gadam pakāpeniski pārtraucot CFC izmantošanu to valstu vidū, kuras parakstīja līgumu. Vidējais slāņa biezums ozona caurumā, kas katru gadu veidojas Antarktikas pavasara laikā, ir aptuveni 100 DU - dimetānnaftalīna biezums. Lielākā novērotā bedre bija 2006. gadā; tā platība bija 76,30 miljoni kvadrātkilometru (29,46 miljoni kvadrātjūdzes); neviena bedre turpmākajos gados, sākot ar 2014. gadu, nav bijusi tik liela. Pirmā ozona bedre virs Arktikas tika novērota 2011. gadā pēc neparasti aukstas ziemeļu ziemeļu.
