Hvordan påvirker klor ozonlaget?

Ozon, en form for oksygen, er ikke en rikelig forbindelse i jordens atmosfære, men det er en viktig. Det danner et lag i stratosfæren som blokkerer skadelig ultrafiolett solstråling, og uten dette laget vil forholdene på overflaten være mindre gunstige for levende vesener. Utslipp av klorfluorkarboner i atmosfæren skader dette ozonlaget, fordi klor - a komponent av CFC - er veldig reaktiv og samhandler med ozon for å gjøre det til vanlig oksygen molekyler.

Ozon er en forbindelse dannet av tre oksygenatomer, og den eksisterer i to separate lag i atmosfæren. I troposfæren, nær bakken, regnes den som et forurensende stoff. Det skader avlinger og forårsaker luftveisplager hos mennesker. I den øvre stratosfæren danner den imidlertid et lag som absorberer ultrafiolett sollys. Forskere måler tykkelsen på dette laget av "god" ozon i Dobson-enheter, oppkalt etter den britiske fysikeren Gordon Miller Bourne Dobson, en pioner innen studiet av ozon. En Dobson-enhet er definert som en tykkelse på 0,01 millimeter (0,0004 tommer) ved standard temperatur og trykk, som er 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit) og 1 atmosfære.

Klor fungerer som en katalysator for å gjøre ozon til oksygen i en reaksjon som ikke ble forstått før i 1973. Når et fritt kloratom og et ozonmolekyl samhandler, striper kloratomet det tredje oksygenmolekylet for å danne klormonoksid, en ustabil forbindelse, og etterlate et stabilt oksygenmolekyl. Fordi klormonoksydmolekylet er ustabilt, kan det samhandle med et fritt oksygenatom for å produsere et annet molekyl bestående av to oksygenatomer og - viktigst av alt - la kloratomet være fritt til å starte prosessen en gang til. Denne syklusen kan gjenta tusenvis av ganger, og redusere mengden ozon jevnt og trutt.

Fordi klor er ustabil, ville det reagere med et annet element eller forbindelse før det noen gang nådde stratosfæren, hvis det frigjøres i sin elementære form. Klor er imidlertid et sentralt element i en klasse stoffer som kalles klorfluorkarboner, som har en rekke anvendelser i industrien, inkludert kjøling. I motsetning til rent klor, er CFC inerte, og når de slippes ut på bakkenivå, beholder de strukturen på ubestemt tid. De vandrer til slutt inn i den øvre atmosfæren der sollyset er sterkt nok til å bryte dem fra hverandre og frigjøre klor. Klor er ikke nødvendigvis det eneste elementet som tømmer ozon. Brom, hydrogen og nitrogen gjør også dette.

Tykkelsen på ozonlaget er i gjennomsnitt rundt 300 til 500 Dobson-enheter, noe som omtrent tilsvarer tykkelsen på to stablede øre. I 1984 rapporterte britiske forskere i Antarktis en tilbakevendende tynning av dette laget til 180 Dobson-enheter, eller litt mer enn tykkelsen på en krone. Denne tynningen skjer i løpet av den antarktiske vinteren og våren, når stratosfæriske skyer av ispartikler fremskynder ødeleggelsen av ozon. Hullet vokser hvert år for å omfatte det meste av det antarktiske kontinentet og utover, og laget har blitt så tynt som 73 Dobson-enheter i noen år, noe som er mindre enn tykkelsen på en krone.