Antes de Thomas Midgley Jr. e seus associados inventarem o Freon em 1928, os refrigerantes mais comuns eram produtos químicos perigosos, como dióxido de enxofre, cloreto de metila e amônia. Freon é uma combinação de vários clorofluorocarbonos, ou CFCs, que são tão quimicamente inertes que os engenheiros acreditaram ter encontrado um composto milagroso. Os CFCs são insípidos, inodoros, não inflamáveis e não corrosivos, mas em 1974, dois cientistas avisaram que estão longe de serem inofensivos e seus avisos foram confirmados em 1985.
A camada de ozônio
O oxigênio é o segundo gás mais abundante na atmosfera da Terra e existe principalmente como moléculas feitas de dois átomos de oxigênio. O oxigênio pode se combinar em moléculas com três átomos, que são chamados de ozônio. O ozônio próximo ao solo é um poluente, mas na alta estratosfera, forma uma camada protetora ao redor do planeta que absorve a luz solar ultravioleta, protegendo assim toda a vida dos efeitos nocivos desse radiação. A espessura desta camada é medida em unidades Dobson (DU); um DU é um centésimo de milímetro à temperatura e pressão padrão. A camada de ozônio tem cerca de 300 a 500 DU de espessura, em média, que é aproximadamente a espessura de duas moedas empilhadas.
O efeito dos CFCs
Os cientistas começaram a perceber o potencial do cloro para interagir destrutivamente com o ozônio no início dos anos 1970, e Sherwood Rowland e Mario Molina alertaram sobre o perigo que os CFCs representavam para a camada de ozônio em 1974. Esse perigo é uma consequência direta do fato de os CFCs - que contêm carbono, flúor e cloro - serem tão inertes. Como não reagem com nada na baixa atmosfera, as moléculas de CFC eventualmente migram para a alta atmosfera, onde a radiação do sol é intensa o suficiente para separá-las. Isso produz cloro livre - um elemento que é tudo menos inerte.
O efeito do cloro no ozônio
O processo pelo qual o cloro destrói o ozônio é feito em duas etapas. Um radical de cloro, que é altamente reativo, retira o átomo de oxigênio extra de uma molécula de ozônio, formando monóxido de cloro e deixando uma molécula de oxigênio como produto da reação. O monóxido de cloro também é muito reativo, entretanto, e se combina com outra molécula de ozônio para formar duas moléculas de oxigênio e deixar o átomo de cloro livre para começar o processo novamente. Um único átomo de cloro pode destruir milhares de moléculas de ozônio em temperaturas adequadamente baixas. Essas temperaturas existem na Antártica e, de forma mais limitada, no Ártico, durante o inverno.
O buraco de ozônio
Os cientistas descobriram evidências de um buraco na camada de ozônio na Antártica em 1985. Os governos mundiais reagiram rapidamente, chegando a um acordo em Montreal em 1987 para, até 2010, eliminar o uso de CFC entre os países que o assinaram. A espessura média da camada de um buraco de ozônio, que se desenvolve todos os anos durante a primavera da Antártica, é de cerca de 100 DU - a espessura de uma moeda de dez centavos. O maior buraco observado foi em 2006; tinha 76,30 milhões de quilômetros quadrados de área (29,46 milhões de milhas quadradas); nenhum buraco nos anos subsequentes, a partir de 2014, foi tão grande. O primeiro buraco na camada de ozônio sobre o Ártico foi observado em 2011, após um inverno excepcionalmente frio.