תוֹכֶן
לפני שתומאס מידגלי ג'וניור ומקורביו המציאו את פרייון בשנת 1928, הקירורים הנפוצים ביותר היו כימיקלים מסוכנים כמו דו תחמוצת הגופרית, מתיל כלוריד ואמוניה. פריון הוא שילוב של כמה פחמימנים כלוריים, או CFC, שהם כל כך אינרטיים מבחינה כימית, עד כי המהנדסים האמינו שמצאו תרכובת פלא. CFCs הם חסרי טעם, חסרי ריח, לא דליקים ואינם מכוונים, אך בשנת 1974, שני מדענים הזהירו כי הם רחוקים מלהיות בלתי מזיקים, ואזהרותיהם אושרו בשנת 1985.
שכבת האוזון
חמצן הוא הגז השני בשפע באטמוספירה של כדור הארץ, והוא קיים בעיקר כמולקולות העשויות משני אטומי חמצן. חמצן יכול לשלב למולקולות עם שלושה אטומים, לעומת זאת, המכונים אוזון. האוזון בסמוך לקרקע הוא מזהם, אך בשכבה העליונה הוא מהווה שכבת מגן סביב כדור הארץ הקולטת אור שמש אולטרה סגול ובכך מגן על כל החיים מפני ההשפעות המזיקות של אותה קרינה. עובי שכבה זו נמדד ביחידות Dobson (DU); DU אחד הוא מאה מילימטר בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים. שכבת האוזון עובי כ 300 עד 500 DU בממוצע, בערך עובי של שני פרוטות מוערמות.
השפעת CFCs
מדענים החלו לממש לראשונה את הפוטנציאל של כלור לקיים אינטראקציה הרסנית עם האוזון בראשית שנות השבעים, ושרווד רולנד ומריו מולינה הזהירו מהסכנה שמצבי CFC מציבים לשכבת האוזון בשנת 1974. סכנה זו היא תוצאה ישירה של העובדה ש- CFC - המכילים פחמן, פלואור וכלור - כל כך אינרטים. מכיוון שהם אינם מגיבים עם כל דבר באטמוספרה התחתונה, מולקולות ה- CFC נודדות בסופו של דבר לאטמוספרה העליונה, שם קרינת השמשות חזקה מספיק כדי לפרק אותן. זה מייצר כלור חופשי - אלמנט שהוא הכל חוץ מאינרטיבי.
השפעת הכלור על האוזון
התהליך בו כלור הורס אוזון הוא שני שלבים. רדיקל כלור, שהוא מאוד תגובתי, מפשיר את אטום החמצן הנוסף ממולקולת אוזון, ויוצר כלור חד חמצני ומשאיר מולקולת חמצן כתוצר של התגובה.עם זאת, כלור חד-חמצני הוא מאוד תגובתי, והוא משלב מולקולת אוזון נוספת ליצירת שתי מולקולות חמצן ומשאיר את אטום הכלור חופשי להתחיל את התהליך מחדש. אטום כלור בודד יכול להרוס אלפי מולקולות אוזון בטמפרטורות קרות מספיק. טמפרטורות אלה קיימות לאורך האנטארקטיקה, ובמידה מוגבלת יותר לאורך הארקטי, במהלך החורף.
חור האוזון
המדענים גילו לראשונה עדויות לחור באוזון מעל האנטארקטיקה בשנת 1985. ממשלות העולם מיהרו להגיב, והגיעו להסכם במונטריאול בשנת 1987 עד לשנת 2010, השלימו את השימוש ב- CFC בקרב מדינות שנחתמו. העובי הממוצע של השכבה בחור אוזון, המתפתח מדי שנה במהלך האביב האנטארקטי, הוא כ 100 DU - עובי אגורה. החור הגדול ביותר שנצפה היה בשנת 2006; השטח היה 76.30 מיליון קמ"ר (29.46 מיליון מ"ר); שום חור בשנים שלאחר מכן, נכון לשנת 2014, לא היה גדול ככל. חור האוזון הראשון מעל הארקטי נצפה בשנת 2011 לאחר חורף ארקטי קר במיוחד.