Hvordan skader klorfluorkarboner ozonlaget?

Jorden har mange fordeler blant planetene i solsystemet, fra dens moderate temperaturer og eksistensen av vann og oksygen til laget av ozonmolekyler som beskytter innbyggerne mot solens skadelige energi. Fremkomsten av klorfluorkarboner, eller CFC, truet ozonlaget og jordboernes overlevelse. Produsenter trodde at kjemikaliene var et universalmiddel for produksjonen av hodepine fordi CFC ikke avgir lukt, var stabile, ikke var brannfarlig eller giftig og kunne produseres billig. Lite visste disse produsentene at deres håp ville bli ødelagt bare tiår senere.

Et lag med ozon omslutter jorden og holder på å skade ultrafiolett eller UV-stråling fra å nå levende ting på planetens overflate. Ozonlaget eksisterer hovedsakelig i stratosfæren, et lag av atmosfæren som strekker seg fra 10 til 50 kilometer (omtrent 6 til 30 miles) over jordens overflate. UV-stråling forårsaker forskjellige skadelige effekter hos mennesker, inkludert hudkreft og grå stær, en uklarhet i linsen i øyet. Ozon består av tre oksygenatomer bundet sammen kjemisk, mens oksygen i sin vanlige form er diatomisk, noe som betyr at den inneholder to kjemisk bundet oksygenatomer. Ozonmolekyler absorberer UV-stråler ved å bruke denne energien til å skille et oksygenatom fra ozonmolekylet. Dette bruker opp UV-strålens energi og gjør den ufarlig for levende ting. Av de tre typene UV-stråling er UVB den mest skadelige fordi den når lengst, selv under havoverflaten.

Klorfluorkarboner, eller CFC, er forbindelser som består av kombinasjoner av elementene klor, fluor og karbon; aerosoler, kjølemidler og skum inneholder CFC. Når disse CFC-ene kommer ut i luften, stiger de opp i atmosfæren for å møte og ødelegge ozonmolekyler. Først brukt i 1928, har CFC siden blitt vanligere ettersom forskjellige andre CFC-forbindelser ble opprettet. Noen av de bedre kjente CFC-ene er Freon-forbindelsene, som ble brukt som kjøleingredienser i kjøleskap og klimaanlegg, men har siden blitt faset ut av produksjonen i USA. Den amerikanske regjeringen tillater fortsatt bruk av Freon i apparater og kjøretøyer så lenge forsyninger er tilgjengelige. Miljøvennlige forbindelser har for det meste erstattet Freon som kjølemedier.

Når solens UV-stråler kommer i kontakt med CFC, løsner kloratomene. Disse kloratomene vandrer rundt i atmosfæren til de møter ozonmolekyler. Kloratomet og ett av oksygenatomene i ozon kombinerer seg og etterlater diatomisk eller molekylært oksygen. Når et fritt oksygenatom kommer i kontakt med denne klor-oksygenforbindelsen, kombineres de to oksygenatomene for å danne molekylært oksygen, og kloren går ut for å ødelegge flere ozonmolekyler. Molekylært oksygen, i motsetning til ozonmolekyler, kan ikke hindre at UV-stråler når jordoverflaten. Det amerikanske miljøvernbyrået anslår at ett kloratom kan ødelegge så mange som 100 000 molekyler ozon. I 1974 ble M. J. Molina og F. S. Rowland publiserte et papir som skisserte hvordan CFC brøt ned ozonmolekyler i atmosfæren.

CFC slippes ut i atmosfæren på grunn av lekkasjer i utstyret. Fordi CFC er stabile forbindelser og ikke oppløses i vann, har de en tendens til å holde seg fast i lange perioder, fra tiår til hundrevis av år. Generelt blir ozon stadig dannet og ødelagt, men den totale mengden ozon i atmosfæren bør i det vesentlige forbli på et stabilt antall. CFC forstyrrer denne balansen og fjerner ozon raskere enn den kan erstattes.

UVB-stråler bryter ned DNA, molekylet som lagrer genetisk materiale til alle levende ting. Organismer kan reparere noe av denne skaden selv, men det ikke-reparerte DNAet får kreft til å danne seg og resulterer i andre mutante effekter som manglende eller ekstra lemmer hos dyr. I 1978, etter publisering av flere studier om effekten av CFC på ozon lag besluttet USA å forby CFC-er som brukes i aerosoler, med flere andre land etterfølgende.