Sisältö
Otsoni, hapen muoto, ei ole runsas yhdiste maapallon ilmakehässä, mutta se on tärkeä. Se muodostaa stratosfäärissä kerroksen, joka estää haitallisen ultravioletti-auringonsäteilyn, ja ilman tätä kerrosta olosuhteet pinnalla olisivat epäsuotuisat eläville olennoille. Kloorifluorihiilivetyjen vapautuminen ilmakehään vahingoittaa tätä otsonikerrosta, koska kloori - CFC-yhdisteiden komponentti - on erittäin reaktiivinen ja vuorovaikutuksessa otsonin kanssa muuttaa siitä tavallisia happimolekyylejä.
Otsoni ilmakehässä
Otsoni on yhdiste, joka muodostuu kolmesta happiatomista, ja sitä on kahdessa erillisessä kerroksessa ilmakehässä. Troposfäärissä, lähellä maata, sitä pidetään pilaavana aineena. Se vahingoittaa kasveja ja aiheuttaa hengitysvaikeuksia ihmisille. Ylemmässä stratosfäärissä se kuitenkin muodostaa kerroksen, joka imee ultravioletti auringonvaloa. Tutkijat mittaavat tämän "hyvän" otsonikerroksen paksuuden Dobson-yksiköissä, joka on nimetty brittiläisen fysiikan Gordon Miller Bourne Dobsonin, otsonin tutkimuksen edelläkävijän, mukaan. Yksi Dobson-yksikkö määritellään paksuudeksi 0,01 millimetriä (0,0004 tuumaa) normaalissa lämpötilassa ja paineessa, joka on 0 celsiusastetta (32 Fahrenheit-astetta) ja 1 ilmakehä.
Reaktio otsonin kanssa
Kloori toimii katalysaattorina kääntämällä otsonia happeaksi reaktiossa, jota ei ymmärretty vuoteen 1973 saakka. Kun vapaa klooriatomi ja otsonimolekyyli ovat vuorovaikutuksessa, klooriatomi poistaa kolmannen happimolekyylin muodostaen kloorimonoksidin, epästabiilin yhdisteen, ja jättää vakaa happimolekyyli. Koska kloorimonoksidimolekyyli on epävakaa, se voi vuorovaikutuksessa vapaan happiatomin kanssa tuottaa toisen molekyylin, joka koostuu kahdesta happiatomista, ja - mikä tärkeintä - jättää klooriatomin vapaiksi prosessin aloittamiseksi uudelleen. Tämä jakso voi toistua tuhansia kertoja, samalla vähentämällä otsonin määrää tasaisesti.
Kloorin lähteet
Koska kloori on epävakaa, jos se vapautuisi alkumuodossaan, se reagoisi jonkin muun alkuaineen tai yhdisteen kanssa ennen kuin se koskaan pääsi stratosfääriin. Kloori on kuitenkin avaintekijä aineluokassa, jota kutsutaan kloorifluorihiilivedyiksi, ja sillä on teollisuudessa useita sovelluksia, mukaan lukien jäähdytys. Toisin kuin puhdasta klooria, CFC-yhdisteet ovat inerttejä, ja kun ne vapautuvat maanpinnan tasolla, ne säilyttävät rakenteensa loputtomiin. Lopulta ne muuttuvat ilmakehän yläosaan, missä auringonvalo on riittävän voimakasta hajottamaan ne toisistaan ja vapauttamaan klooria. Kloori ei välttämättä ole ainoa otsonia heikentävä elementti. Bromi, vety ja typpi myös tekevät tämän.
Otsonireikä
Otsonikerroksen paksuus on keskimäärin noin 300-500 Dobson-yksikköä, mikä vastaa suunnilleen kahden pinotun pennin paksuutta. Vuonna 1984 brittiläiset tutkijat Antarktiksella ilmoittivat tämän kerroksen toistuvasta ohenemisesta 180 Dobson-yksiköksi tai hiukan enemmän kuin yhden sentin paksuus. Tämä oheneminen tapahtuu Etelämantereen talvella ja keväällä, kun stratosfäärin pilviset jään hiukkaset nopeuttavat otsonin tuhoamista. Reikä kasvaa joka vuosi kattamaan suurimman osan Etelämantereen mantereesta ja sen ulkopuolella, ja kerros on tullut ohut kuin 73 Dobson-yksikköä joissakin vuosissa, mikä on vähemmän kuin sentin paksuus.