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Prima che Thomas Midgley Jr. e i suoi associati inventassero Freon nel 1928, i refrigeranti più comuni erano sostanze chimiche pericolose come l'anidride solforosa, il cloruro di metile e l'ammoniaca. Freon è una combinazione di diversi clorofluorocarburi, o CFC, che sono così chimicamente inerti che gli ingegneri credevano di aver trovato un composto miracoloso. I CFC sono insipidi, inodori, non infiammabili e non corrosivi, ma nel 1974 due scienziati hanno avvertito che sono tutt'altro che innocui e che i loro avvertimenti sono stati confermati nel 1985.
Lo strato di ozono
L'ossigeno è il secondo gas più abbondante nell'atmosfera terrestre ed esiste principalmente come molecole costituite da due atomi di ossigeno. L'ossigeno può combinarsi in molecole con tre atomi, tuttavia, che sono chiamati ozono. L'ozono vicino al suolo è un inquinante, ma nella stratosfera superiore forma uno strato protettivo attorno al pianeta che assorbe la luce ultravioletta, proteggendo così tutta la vita dagli effetti dannosi di quella radiazione. Lo spessore di questo strato è misurato in unità Dobson (DU); un DU è al centesimo di millimetro a temperatura e pressione standard. Lo strato di ozono ha uno spessore di circa 300-500 DU, che è circa lo spessore di due penny impilati.
L'effetto dei CFC
Gli scienziati hanno iniziato a rendersi conto del potenziale per il cloro di interagire in modo distruttivo con l'ozono nei primi anni '70, e Sherwood Rowland e Mario Molina hanno avvertito del pericolo che i CFC rappresentavano per lo strato di ozono nel 1974. Questo pericolo è una conseguenza diretta del fatto che i CFC - che contengono carbonio, fluoro e cloro - sono così inerti. Poiché non reagiscono con nulla nell'atmosfera inferiore, le molecole di CFC alla fine migrano nell'atmosfera superiore, dove la radiazione solare è abbastanza intensa da romperle. Questo produce cloro libero - un elemento tutt'altro che inerte.
L'effetto del cloro sull'ozono
Il processo mediante il quale il cloro distrugge l'ozono è in due fasi. Un radicale cloro, altamente reattivo, elimina l'atomo di ossigeno in eccesso da una molecola di ozono, formando monossido di cloro e lasciando una molecola di ossigeno come prodotto della reazione.Il monossido di cloro è anche molto reattivo, tuttavia, e si combina con un'altra molecola di ozono per formare due molecole di ossigeno e lasciare libero l'atomo di cloro per ricominciare il processo. Un singolo atomo di cloro può distruggere migliaia di molecole di ozono a temperature adeguatamente fredde. Queste temperature esistono sopra l'Antartico e, in misura più limitata, sull'Artico, durante l'inverno.
The Ozone Hole
Gli scienziati hanno scoperto per la prima volta la prova di un buco nell'ozono sull'Antartico nel 1985. I governi del mondo hanno reagito rapidamente, raggiungendo un accordo a Montreal nel 1987 per, entro il 2010, eliminare gradualmente l'uso di CFC tra i paesi che hanno firmato. Lo spessore medio dello strato in un buco dell'ozono, che si sviluppa ogni anno durante la primavera antartica, è di circa 100 DU - lo spessore di un centesimo. Il buco più grande osservato è stato nel 2006; aveva una superficie di 76,30 milioni di chilometri quadrati (29,46 milioni di miglia quadrate); nessun buco negli anni successivi, a partire dal 2014, è stato così grande. Il primo buco nell'ozono sopra l'Artico è stato osservato nel 2011 dopo un inverno artico insolitamente freddo.