Ozon, een vorm van zuurstof, is geen overvloedige verbinding in de atmosfeer van de aarde, maar het is wel een belangrijke. Het vormt een laag in de stratosfeer die schadelijke ultraviolette zonnestraling blokkeert, en zonder die laag zouden de omstandigheden aan het oppervlak minder gunstig zijn voor levende wezens. Het vrijkomen van chloorfluorkoolwaterstoffen in de atmosfeer beschadigt deze ozonlaag, omdat chloor -- a component van CFK's -- is zeer reactief en interageert met ozon om het om te zetten in gewone zuurstof moleculen.
Ozon in de atmosfeer
Ozon is een verbinding gevormd uit drie zuurstofatomen en bestaat in twee afzonderlijke lagen in de atmosfeer. In de troposfeer, dicht bij de grond, wordt het als een verontreinigende stof beschouwd. Het beschadigt gewassen en veroorzaakt ademhalingsproblemen bij mensen. In de bovenste stratosfeer vormt het echter een laag die ultraviolet zonlicht absorbeert. Wetenschappers meten de dikte van deze laag "goede" ozon in Dobson-eenheden, genoemd naar de Britse natuurkundige Gordon Miller Bourne Dobson, een pionier in de studie van ozon. Eén Dobson-eenheid wordt gedefinieerd als een dikte van 0,01 millimeter (0,0004 inch) bij standaardtemperatuur en -druk, die 0 graden Celsius (32 graden Fahrenheit) en 1 atmosfeer is.
Reactie met ozon
Chloor werkt als een katalysator bij het omzetten van ozon in zuurstof in een reactie die pas in 1973 werd begrepen. Wanneer een vrij chlooratoom en een ozonmolecuul interageren, stript het chlooratoom het derde zuurstofmolecuul om chloormonoxide te vormen, een onstabiele verbinding, en laat een stabiel zuurstofmolecuul achter. Omdat het chloormonoxidemolecuul onstabiel is, kan het interageren met een vrij zuurstofatoom om een ander te produceren molecuul bestaande uit twee zuurstofatomen en - belangrijker nog - laat het chlooratoom vrij om het proces te starten opnieuw. Deze cyclus kan duizenden keren worden herhaald, waardoor de hoeveelheid ozon gestaag afneemt.
Bronnen van chloor
Omdat chloor onstabiel is, zou het, als het in zijn elementaire vorm vrijkomt, reageren met een ander element of verbinding voordat het ooit de stratosfeer zou bereiken. Chloor is echter een sleutelelement in een klasse van stoffen die chloorfluorkoolwaterstoffen worden genoemd en die een aantal toepassingen hebben in de industrie, waaronder koeling. In tegenstelling tot zuiver chloor zijn CFK's inert en behouden ze hun structuur voor onbepaalde tijd wanneer ze vrijkomen op grondniveau. Uiteindelijk migreren ze echter naar de bovenste atmosfeer, waar het zonlicht intens genoeg is om ze uit elkaar te halen en chloor vrij te geven. Chloor is niet noodzakelijk het enige element dat ozon aantast. Ook broom, waterstof en stikstof doen dit.
Het ozongat
De dikte van de ozonlaag bedraagt gemiddeld zo'n 300 tot 500 Dobson-eenheden, wat ongeveer overeenkomt met de dikte van twee gestapelde centen. In 1984 rapporteerden Britse wetenschappers op Antarctica een terugkerende verdunning van deze laag tot 180 Dobson-eenheden, of iets meer dan de dikte van een cent. Deze verdunning vindt plaats tijdens de Antarctische winter en lente, wanneer stratosferische wolken van ijsdeeltjes de vernietiging van ozon versnellen. Het gat groeit elk jaar en omvat het grootste deel van het Antarctische continent en daarbuiten, en de laag is in sommige jaren zo dun geworden als 73 Dobson-eenheden, wat minder is dan de dikte van een dubbeltje.
