De aarde heeft veel voordelen onder de planeten in het zonnestelsel, van de gematigde temperaturen en de het bestaan van water en zuurstof in de laag ozonmoleculen die de bewoners beschermen tegen de schadelijke invloeden van de zon energie. De komst van chloorfluorkoolwaterstoffen, of CFK's, bedreigde de ozonlaag en het voortbestaan van aardbewoners. Fabrikanten dachten dat de chemicaliën het wondermiddel waren voor hun productiehoofdpijn omdat CFK's geen geuren afgeven, stabiel waren, niet ontvlambaar of giftig waren en goedkoop konden worden vervaardigd. Deze fabrikanten wisten niet dat hun hoop pas decennia later de grond in zou worden geslagen.
De ozonlaag en ultraviolette straling
Een laag ozon omhult de aarde en zorgt ervoor dat schadelijke ultraviolette of UV-straling de levende wezens op het aardoppervlak niet bereikt. De ozonlaag bestaat voornamelijk in de stratosfeer, een laag van de atmosfeer die 10 tot 50 kilometer (ongeveer 6 tot 30 mijl) boven het aardoppervlak reikt. UV-straling veroorzaakt bij de mens verschillende schadelijke effecten, waaronder huidkanker en staar, een vertroebeling van de ooglens. Ozon bestaat uit drie atomen zuurstof die chemisch aan elkaar zijn gebonden, terwijl zuurstof in zijn gebruikelijke vorm diatomisch is, wat betekent dat het twee chemisch gebonden zuurstofatomen bevat. Ozonmoleculen absorberen UV-stralen en gebruiken deze energie om een zuurstofatoom van het ozonmolecuul te scheiden. Dit verbruikt de energie van de UV-straling en maakt deze onschadelijk voor levende wezens. Van de drie soorten UV-straling is UVB het schadelijkst omdat het het verst reikt, zelfs onder het oceaanoppervlak.
Chloorfluorkoolwaterstoffen gedefinieerd
Chloorfluorkoolwaterstoffen, of CFK's, zijn verbindingen die bestaan uit combinaties van de elementen chloor, fluor en koolstof; spuitbussen, koelmiddelen en schuimen bevatten CFK's. Wanneer deze CFK's in de lucht komen, stijgen ze op in de atmosfeer om ozonmoleculen te ontmoeten en te vernietigen. Voor het eerst gebruikt in 1928, zijn CFK's sindsdien gebruikelijker geworden omdat verschillende andere CFK-verbindingen zijn gemaakt. Enkele van de bekendere CFK's zijn de Freon-verbindingen, die werden gebruikt als koelingrediënten in koelkasten en airconditioners, maar die sindsdien in de Verenigde Staten uit productie zijn genomen. De Amerikaanse overheid staat het gebruik van freon in apparaten en voertuigen nog steeds toe, zolang de voorraad strekt. Milieuvriendelijke verbindingen hebben Freon grotendeels vervangen als koelmiddel.
Destructieve kracht van chloorfluorkoolwaterstoffen
Wanneer de UV-stralen van de zon in contact komen met CFK's, komen de chlooratomen los. Deze chlooratomen dwalen door de atmosfeer totdat ze ozonmoleculen ontmoeten. Het chlooratoom en een van de zuurstofatomen van ozon combineren, waardoor diatomische of moleculaire zuurstof achterblijft. Wanneer een vrij zuurstofatoom in contact komt met deze chloor-zuurstofverbinding, combineren de twee zuurstofatomen om moleculaire zuurstof te vormen, en het chloor gaat af om meer ozonmoleculen te vernietigen. Moleculaire zuurstof kan, in tegenstelling tot ozonmoleculen, niet voorkomen dat UV-stralen het aardoppervlak bereiken. Het Amerikaanse Environmental Protection Agency schat dat één chlooratoom maar liefst 100.000 ozonmoleculen kan vernietigen. In 1974 heeft M. J. Molina en F. S. Rowland publiceerde een paper waarin hij beschrijft hoe CFK's ozonmoleculen in de atmosfeer afbreken.
Aantasting van de ozonlaag
Door lekken in apparatuur komen CFK's in de atmosfeer terecht. Omdat CFK's stabiele verbindingen zijn en niet oplossen in water, hebben ze de neiging om gedurende lange tijd te blijven hangen, van tientallen tot honderden jaren. Over het algemeen wordt ozon voortdurend gevormd en vernietigd, maar de totale hoeveelheid ozon in de atmosfeer zou in wezen stabiel moeten blijven. CFK's verstoren dit evenwicht en verwijderen ozon sneller dan het kan worden vervangen.
Schadelijke effecten van het verliezen van ozon
UVB-stralen breken DNA af, het molecuul dat het genetische materiaal van alle levende wezens opslaat. Organismen kunnen een deel van deze schade zelf herstellen, maar het niet-gerepareerde DNA veroorzaakt kankervorming en resulteert in andere mutante effecten zoals ontbrekende of extra ledematen bij dieren. In 1978, na de publicatie van verschillende studies over de effecten van CFK's op de ozonlaag laag, hebben de Verenigde Staten samen met verschillende andere landen besloten om CFK's die in spuitbussen worden gebruikt te verbieden ban volgen.