Ozon, en form av syre, är inte en riklig förening i jordens atmosfär, men det är en viktig. Det bildar ett lager i stratosfären som blockerar skadlig ultraviolett solstrålning, och utan detta lager skulle förhållandena vid ytan vara mindre gynnsamma för levande varelser. Utsläpp av klorfluorkolväten i atmosfären skadar detta ozonskikt, eftersom klor - a komponent i CFC: er - är mycket reaktiv och interagerar med ozon för att göra det till vanligt syre molekyler.
Ozon i atmosfären
Ozon är en förening bildad av tre syreatomer och den finns i två separata lager i atmosfären. I troposfären, nära marken, anses den vara en förorening. Det skadar grödor och orsakar andningssjukdomar hos människor. I den övre stratosfären bildar det dock ett lager som absorberar ultraviolett solljus. Forskare mäter tjockleken på detta lager av "bra" ozon i Dobson-enheter, uppkallad efter den brittiska fysikern Gordon Miller Bourne Dobson, en pionjär inom studien av ozon. En Dobson-enhet definieras som en tjocklek på 0,01 millimeter (0,0004 tum) vid standardtemperatur och -tryck, vilket är 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit) och 1 atmosfär.
Reaktion med ozon
Klor fungerar som en katalysator för att omvandla ozon till syre i en reaktion som förstods först 1973. När en fri kloratom och en ozonmolekyl interagerar, klorerar kloratomen den tredje syremolekylen för att bilda klormonoxid, en instabil förening och lämnar en stabil syremolekyl. Eftersom klormonoxidmolekylen är instabil kan den interagera med en fri syreatom för att producera en annan molekyl som består av två syreatomer och - viktigare nog - lämnar kloratomen fri att starta processen om igen. Denna cykel kan upprepas tusentals gånger, vilket minskar mängden ozon stadigt.
Källor av klor
Eftersom klor är instabil, skulle det, om det släpps i sin elementära form, reagera med något annat element eller förening innan det någonsin nådde stratosfären. Klor är dock ett nyckelelement i en klass av ämnen som kallas klorfluorkolväten, som har ett antal tillämpningar inom industrin, inklusive kylning. Till skillnad från rent klor är CFC inerta, och när de släpps på marknivå behåller de sin struktur på obestämd tid. De vandrar så småningom in i den övre atmosfären, där solljuset är tillräckligt intensivt för att bryta isär dem och släppa klor. Klor är inte nödvändigtvis det enda elementet som tömmer ozon. Brom, väte och kväve gör detta också.
Ozonhålet
Ozonskiktets tjocklek är i genomsnitt cirka 300 till 500 Dobson-enheter, vilket ungefär motsvarar tjockleken på två staplade pennor. 1984 rapporterade brittiska forskare i Antarktis en återkommande gallring av detta lager till 180 Dobson-enheter, eller lite mer än tjockleken på ett öre. Denna gallring inträffar under Antarktis vinter och vår, när stratosfäriska moln av ispartiklar påskyndar förstörelsen av ozon. Hålet växer varje år för att omfatta större delen av den antarktiska kontinenten och bortom, och skiktet har blivit så tunt som 73 Dobson-enheter på några år, vilket är mindre än en krona.