Innehåll
Innan Thomas Midgley Jr och hans medarbetare uppfann Freon 1928 var de vanligaste kylmedlen farliga kemikalier som svaveldioxid, metylklorid och ammoniak. Freon är en kombination av flera klorfluorkolväten, eller CFC, som är så kemiskt inerta att ingenjörerna trodde att de hade hittat en mirakelförening. CFC: er är smaklösa, luktfria, icke-brandfarliga och icke-korrosiva, men 1974 varnade två forskare för att de är långt ifrån ofarliga, och deras varningar bekräftades 1985.
Ozonskiktet
Syre är den näst vanligaste gasen i jordens atmosfär, och den finns främst som molekyler tillverkade av två syreatomer. Syre kan dock kombineras till molekyler med tre atomer, som kallas ozon. Ozon nära marken är ett förorenande ämne, men i den övre stratosfären bildar den ett skyddande skikt runt planeten som absorberar ultraviolett solljus och därmed skyddar allt liv mot skadliga effekter av strålningen. Tjockleken på detta skikt mäts i Dobson-enheter (DU); en DU är en hundradels millimeter vid standardtemperatur och tryck. Ozonskiktet är i genomsnitt cirka 300 till 500 DU tjockt, vilket är ungefär tjockleken på två staplade pennies.
Effekten av CFC: er
Forskare började först inse potentialen för klor att interagera destruktivt med ozon i början av 1970-talet, och Sherwood Rowland och Mario Molina varnade för faran som CFC utgjorde för ozonskiktet 1974. Denna fara är en direkt följd av att CFC: er - som innehåller kol, fluor och klor - är så inerta. Eftersom de inte reagerar med något i den nedre atmosfären, migrerar CFC-molekyler så småningom till den övre atmosfären, där solens strålning är tillräckligt intensiv för att bryta dem isär. Detta ger fri klor - ett element som är allt annat än inert.
Effekten av klor på ozon
Processen genom vilken klor förstör ozon är två steg. En klorradikal, som är mycket reaktiv, avlägsnar den extra syreatomen från en ozonmolekyl, bildar klormonoxid och lämnar en syremolekyl som en produkt av reaktionen.Klormonoxid är emellertid också mycket reaktiv, och den kombineras med en annan ozonmolekyl för att bilda två syremolekyler och lämnar kloratomen fri för att starta processen igen. En enda kloratom kan förstöra tusentals ozonmolekyler i tillräckligt kalla temperaturer. Dessa temperaturer finns över Antarktis och i mer begränsad utsträckning över Arktis under vintern.
Ozonhålet
Forskare upptäckte första bevis på ett ozonhål över Antarktis 1985. Världsregeringar var snabba att reagera och nådde ett avtal i Montreal 1987 för att 2010 avveckla CFC-användning bland länder som undertecknade. Den genomsnittliga tjockleken på skiktet i ett ozonhål, som utvecklas varje år under den antarktiska våren, är cirka 100 DU - tjockleken för en krona. Det största hålet som observerades var 2006; det var 76,30 miljoner kvadratkilometer i område (29,46 miljoner kvadrat miles); inget hål under efterföljande år, från och med 2014, har varit lika stort. Det första ozonhålet över Arktis observerades 2011 efter en ovanligt kallt arktisk vinter.