Voordat Thomas Midgley Jr. en zijn medewerkers Freon uitvonden in 1928, waren de meest voorkomende koelmiddelen gevaarlijke chemicaliën zoals zwaveldioxide, methylchloride en ammoniak. Freon is een combinatie van verschillende chloorfluorkoolstoffen, of CFK's, die zo chemisch inert zijn dat ingenieurs geloofden dat ze een wonderverbinding hadden gevonden. CFK's zijn smaakloos, geurloos, onbrandbaar en niet-corrosief, maar in 1974 waarschuwden twee wetenschappers dat ze verre van onschadelijk zijn en hun waarschuwingen werden bevestigd in 1985.

De ozonlaag

Zuurstof is de het op één na meest voorkomende gas in de atmosfeer van de aarde, en het bestaat voornamelijk als moleculen gemaakt van twee zuurstofatomen. Zuurstof kan echter worden gecombineerd tot moleculen met drie atomen, die ozon worden genoemd. Ozon nabij de grond is een verontreinigende stof, maar in de bovenste stratosfeer vormt het een beschermende laag rond de planeet die ultraviolet zonlicht absorbeert, waardoor alle leven wordt beschermd tegen de schadelijke effecten van die straling. De dikte van deze laag wordt gemeten in Dobson-eenheden (DU); één DU is een honderdste van een millimeter bij standaardtemperatuur en -druk. De ozonlaag is gemiddeld ongeveer 300 tot 500 DU dik, wat overeenkomt met de dikte van twee gestapelde centen.

Het effect van CFK's

Wetenschappers begonnen zich voor het eerst te realiseren dat chloor kan interageren destructief met ozon in de vroege jaren 1970, en Sherwood Rowland en Mario Molina waarschuwden voor het gevaar dat CFK's in 1974 aan de ozonlaag toonden. Dit gevaar is een direct gevolg van het feit dat CFK's - die koolstof, fluor en chloor bevatten - zijn zo inert. Omdat ze niet reageren met iets in de lagere atmosfeer, migreren CFC-moleculen uiteindelijk naar de bovenste atmosfeer, waar de straling van de zon intens genoeg is om ze uit elkaar te halen. Dit produceert vrij chloor - een element dat allesbehalve inert is.

Het effect van chloor op ozon

Het proces waarbij chloor ozon vernietigt, is twee stappen. Een chloorradicaal, dat zeer reactief is, stript het extra zuurstofatoom uit een ozonmolecuul, vormt chloormonoxide en laat een zuurstofmolecuul achter als een product van de reactie. Chloormonoxide is echter ook zeer reactief en het combineert met een ander ozonmolecuul om twee zuurstofmoleculen te vormen en laat het chlooratoom vrij om het proces opnieuw te starten. Een enkel chlooratoom kan duizenden ozonmoleculen bij voldoende lage temperaturen vernietigen. Deze temperaturen bestaan ​​tijdens de winter boven Antarctica, en in beperktere mate boven het noordpoolgebied.

Het ozongat

Wetenschappers ontdekten voor het eerst het bewijs van een ozongat over de Antarctische wateren in 1985. Wereld regeringen reageerden snel en bereikten in 1987 een overeenkomst in Montreal om in 2010 het CFC-gebruik geleidelijk af te schaffen tussen de ondertekende landen. De gemiddelde dikte van de laag in een ozongat, die zich elk jaar ontwikkelt tijdens de Antarctische lente, is ongeveer 100 DU - de dikte van een dubbeltje. Het grootste waargenomen gat was in 2006; het was 76,30 miljoen vierkante kilometer in oppervlakte (29,46 miljoen vierkante mijl); geen enkel gat in de daaropvolgende jaren, vanaf 2014, was even groot. Het eerste ozongat boven de Noordpool werd waargenomen in 2011 na een ongewoon koude Arctische winter.