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. CFCs är smaklösa, luktfria, brandfarliga och icke-korrosiva, men i 1974 varnade två forskare om att de är långt ifrån harmfria, och deras varningar bekräftades 1985.

Ozonlagret

Syre är näst mest riklig gas i jordens atmosfär, och den består främst som molekyler gjorda av två syreatomer. Syre kan kombinera i molekyler med tre atomer, men som kallas ozon. Ozon nära marken är ett förorenande ämne, men i övre stratosfären bildar det ett skyddande skikt runt planeten som absorberar ultraviolett solljus och därigenom skyddar allt liv från de skadliga effekterna av strålningen. Tjockleken på detta skikt mäts i Dobson-enheter (DU); en DU är en hundradedel av en millimeter vid standard temperatur och tryck. Ozonskiktet är i genomsnitt cirka 300 till 500 DU, vilket är ungefär tjockleken på två staplade pennies.

Effekten av CFCs

Forskare började förstå möjligheten för klor att interagera destruktivt med ozon i början av 1970-talet och Sherwood Rowland och Mario Molina varnade för risken för att CFC-ämnen orsakade ozonskiktet 1974. Denna fara är en direkt följd av att CFC-ämnen, som innehåller kol, fluor och klor, är så inerta. Eftersom de inte reagerar med någonting i den lägre atmosfären, migrerar CFC-molekylerna till slut till den övre atmosfären, där solens strålning är intensiv för att bryta dem ifrån varandra. 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 starkt reaktiv, avlägsnar den extra syreatomen från en ozonmolekyl, som bildar klormonoxid och lämnar en syremolekyl som en produkt av reaktionen. Klormonoxid är också mycket reaktiv, och den kombinerar med en annan ozonmolekyl för att bilda två syremolekyler och låta kloratom vara fri för att påbörja processen igen. En enda kloratom kan förstöra tusentals ozonmolekyler i tillräckligt kalla temperaturer. Dessa temperaturer förekommer över Antarktis och i mer begränsad utsträckning över Arktis, under vintern.

Ozonhålen

Forskare upptäckte först bevis för ett ozonhål över Antarktis 1985. Världen regeringarna reagerade snabbt och uppnådde en överenskommelse i Montreal år 1987 för att senast 2010 avveckla användningen av CFC bland de länder som undertecknade. Den genomsnittliga tjockleken på skiktet i ett ozonhål, som utvecklas varje år under Antarktis våren, är cirka 100 DU - tjockleken på en dime. Det största hålet observerades var 2006; Det var 76,30 miljoner kvadratkilometer i område (29,46 miljoner kvadratkilometer); inget hål i efterföljande år, från och med 2014, har varit lika stort. Det första ozonhålet över Arktis observerades 2011 efter en ovanligt kall arktisk vinter.