Cum deteriorează CFC stratul de ozon?

Înainte ca Thomas Midgley Jr. și asociații săi să inventeze Freonul în 1928, cei mai frecvenți agenți frigorifici erau substanțele chimice periculoase precum dioxidul de sulf, clorura de metil și amoniacul. Freonul este o combinație a mai multor clorofluorocarburi sau CFC, care sunt atât de inerte chimic încât inginerii au crezut că au găsit un compus miraculos. CFC-urile sunt insipide, inodor, neinflamabile și necorozive, dar în 1974, doi oameni de știință au avertizat că sunt departe de a fi inofensive, iar avertismentele lor au fost confirmate în 1985.

Oxigenul este al doilea cel mai abundent gaz din atmosfera Pământului și există în primul rând ca molecule formate din doi atomi de oxigen. Oxigenul se poate combina în molecule cu trei atomi, totuși, care se numesc ozon. Ozonul din apropierea solului este un poluant, dar în stratosfera superioară formează un strat protector în jurul planeta care absoarbe razele solare ultraviolete, protejând astfel toată viața de efectele nocive ale acesteia radiații. Grosimea acestui strat este măsurată în unități Dobson (DU); un DU este o sutime de milimetru la temperatura și presiunea standard. Stratul de ozon are o grosime de aproximativ 300 până la 500 DU în medie, ceea ce reprezintă aproximativ grosimea a doi bani bătrâni.

Oamenii de știință au început mai întâi să-și dea seama de potențialul clorului de a interacționa distructiv cu ozonul din începutul anilor 1970, iar Sherwood Rowland și Mario Molina au avertizat cu privire la pericolul pe care îl constituie CFC pentru stratul de ozon 1974. Acest pericol este o consecință directă a faptului că CFC-urile - care conțin carbon, fluor și clor - sunt atât de inerte. Deoarece nu reacționează cu nimic în atmosfera inferioară, moleculele CFC migrează în cele din urmă către atmosfera superioară, unde radiația solară este suficient de intensă pentru a le distruge. Aceasta produce clor liber - un element care este altceva decât inert.

Procesul prin care clorul distruge ozonul este în două etape. Un radical de clor, care este foarte reactiv, elimină atomul de oxigen suplimentar dintr-o moleculă de ozon, formând monoxid de clor și lăsând o moleculă de oxigen ca produs al reacției. Totuși, monoxidul de clor este foarte reactiv și se combină cu o altă moleculă de ozon pentru a forma două molecule de oxigen și pentru a lăsa atomul de clor liber pentru a începe procesul din nou. Un singur atom de clor poate distruge mii de molecule de ozon la temperaturi adecvate la rece. Aceste temperaturi există peste Antarctica și, într-o măsură mai limitată, peste Arctica, în timpul iernii.

Oamenii de știință au descoperit pentru prima dată dovezi ale unei găuri de ozon peste Antarctica în 1985. Guvernele lumii au reacționat rapid, ajungând la un acord la Montreal în 1987 pentru, până în 2010, să elimine treptat utilizarea CFC în rândul țărilor care au semnat. Grosimea medie a stratului dintr-o gaură de ozon, care se dezvoltă în fiecare an în timpul primăverii Antarcticii, este de aproximativ 100 DU - grosimea unui bănuț. Cea mai mare gaură observată a fost în 2006; avea o suprafață de 76,30 milioane de kilometri pătrați (29,46 milioane de mile pătrate); nicio gaură în anii următori, începând cu 2014, nu a fost la fel de mare. Prima gaură de ozon peste Arctica a fost observată în 2011 după o iarnă neobișnuit de rece în Arctica.