Obsah
Ozón, forma kyslíka, nie je v zemskej atmosfére bohatá, ale je dôležitá. Tvorí vrstvu v stratosfére, ktorá blokuje škodlivé ultrafialové slnečné žiarenie, a bez tejto vrstvy by boli podmienky na povrchu pre živé bytosti menej priaznivé. Uvoľňovanie chlórfluórovaných uhľovodíkov do atmosféry poškodzuje túto ozónovú vrstvu, pretože chlór - súčasť CFC - je vysoko reaktívny a interaguje s ozónom, aby ho premenil na bežné molekuly kyslíka.
Ozón v atmosfére
Ozón je zlúčenina tvorená tromi atómami kyslíka a existuje v atmosfére v dvoch samostatných vrstvách. V troposfére, blízko zeme, sa považuje za znečisťujúcu látku. Poškodzuje plodiny a spôsobuje dýchacie ťažkosti u ľudí. V hornej stratosfére však vytvára vrstvu, ktorá absorbuje ultrafialové svetlo. Vedci zmerajú hrúbku tejto vrstvy „dobrého“ ozónu v Dobsonových jednotkách, pomenovaných po britskom fyzikovi Gordon Miller Bourne Dobson, priekopník v štúdiu ozónu. Jedna jednotka Dobsona je definovaná ako hrúbka 0,01 milimetra (0,0004 palca) pri štandardnej teplote a tlaku, čo je 0 stupňov Celzia (32 stupňov Fahrenheita) a 1 atmosféra.
Reakcia s ozónom
Chlór pôsobí ako katalyzátor pri premene ozónu na kyslík v reakcii, ktorej sa nerozumelo do roku 1973. Keď interaguje voľný atóm chlóru a molekula ozónu, atóm chlóru pretína tretiu molekulu kyslíka za vzniku oxidu uhoľnatého, nestabilnej zlúčeniny a zanecháva stabilná molekula kyslíka. Pretože molekula oxidu uhoľnatého je nestabilná, môže interagovať s voľným atómom kyslíka a vytvárať ďalšiu molekulu pozostávajúcu z dvoch atómov kyslíka a - čo je dôležité - nechať atóm chlóru voľný, aby znovu začal proces. Tento cyklus sa môže opakovať tisíckrát, čím sa neustále znižuje množstvo ozónu.
Zdroje chlóru
Pretože chlór je nestabilný, ak by sa uvoľnil vo svojej elementárnej forme, reagoval by s nejakým iným prvkom alebo zlúčeninou skôr, ako by niekedy dosiahol stratosféru. Chlór je však kľúčovým prvkom v skupine látok nazývaných chlórfluórované uhľovodíky, ktoré majú v priemysle mnoho aplikácií vrátane chladenia. Na rozdiel od čistého chlóru sú CFC inertné a keď sa uvoľňujú na úrovni zeme, zachovávajú si svoju štruktúru na neurčitú dobu. Nakoniec však migrujú do hornej atmosféry, kde je slnečné žiarenie dosť intenzívne, aby sa rozpadlo a uvoľnil chlór. Chlór nie je nevyhnutne jediný prvok, ktorý vyčerpáva ozón. Brom, vodík a dusík to tiež robia.
Ozónová diera
Hrúbka ozónovej vrstvy je v priemere okolo 300 až 500 Dobsonových jednotiek, čo zhruba zodpovedá hrúbke dvoch stohov halierov. V roku 1984 britskí vedci v Antarktíde hlásili opakujúce sa riedenie tejto vrstvy na 180 jednotiek Dobsona, alebo o niečo viac, ako je hrúbka jednej penny. Toto riedenie nastáva počas antarktickej zimy a jari, keď stratosférické oblaky ľadových častíc urýchľujú ničenie ozónu. Diera rastie každý rok tak, aby zahŕňala väčšinu antarktického kontinentu a za jeho hranicami. Vrstva sa v niektorých rokoch zmenšila na 73 jednotiek Dobsona, čo je menej ako hrúbka desetníka.