Ozonul este un gaz natural în urmă în atmosfera Pământului. În atmosfera inferioară, ozonul ajută la captarea căldurii pentru a menține pământul cald. În atmosfera superioară, joacă un rol și mai important prin filtrarea razelor ultraviolete (UV) dăunătoare de la soare. Expunerea excesivă la razele UV distruge celulele pielii, provoacă cancer și cataractă și poate duce la degenerescenta maculară. Fără un strat de ozon protector, nu ar exista viață pe pământ așa cum o cunoaștem noi. Din acest motiv, oamenii de știință și ecologistii din întreaga lume au fost extrem de preocupați să descopere o gaură mare în ozonul de deasupra Antarcticii.
Compușii de clorofluorocarbon (CFC) artificiali, clorul și bromul li se atribuie crearea unei găuri în ozon. CFC-urile, utilizate în produse cu aerosoli, aparate de aer condiționat și unități de refrigerare, au fost interzise în 108 țări în anii 1980; cu toate acestea, ele continuă să fie eliberate în atmosferă de la produsele mai vechi încă în uz. În plus, experții estimează că aproximativ jumătate din bromul din atmosferă provine de la uz uman, împreună cu aproape tot clorul.
CFC-urile se ridică în atmosferă și, prin expunerea la alți compuși, frig extrem și lumina soarelui, se transformă în atomi de clor. Atomii de clor schimbă moleculele de ozon în oxigen. Problema aici este că oxigenul, deși este bun de respirat în atmosfera inferioară, nu filtrează razele UV. CFC-urile „deschid efectiv o fereastră” în atmosfera noastră protectoare. Această fereastră din ozon se construiește peste Antarctica.
Această regiune îndepărtată ar putea părea un loc ciudat pentru o gaură în ozon. Antarctica este nepopulată de orice ființă umană permanentă și rămâne curată. De ce nu este gaura din zonele foarte populate unde se știe că CFC și alte emisii cu efect de seră sunt mari? Se pare că răspunsul are legătură cu rotația pământului și cu alți factori climatologici.
În primul rând, mișcarea de rotație a Pământului asigură că toate gazele sau emisiile eliberate în aer, fie naturale sau artificiale, se răspândesc mai mult sau mai puțin uniform în întreaga troposferă sau atmosfera inferioară, pe o perioadă de aproximativ un an. Potrivit Agenției pentru Protecția Mediului (EPA), este nevoie de doi până la cinci ani pentru ca aceste gaze să se răspândească în și în întreaga stratosferă sau atmosfera superioară. De aici, clima intră în joc în schimbarea chimiei CFC-urilor și rolul lor în crearea găurii în ozon.
Iarna, axa înclinată a pământului împiedică lumina soarelui să strălucească la Polul Sud. Acest lucru face ca temperaturile din atmosferă peste Antarctica să scadă până la -108° Fahrenheit (-78° Celsius). Aerul rece care coboară de la Polul Sud creează un „vortex de iarnă” de vânturi care circulă la latitudinile mijlocii deasupra Antarcticii, acționând ca un vârtej imens. Acest lucru împiedică în mod eficient amestecarea ozonului de peste Antarctica cu bazinul atmosferic mai mare al planetei.
Pe măsură ce temperaturile continuă să scadă în iarna fără soare, norii polari stratosferici (PSC) sau nori de cristale de gheață de acid azotic încep să se formeze peste Antarctica. Compușii CFC se adună pe aceste cristale de gheață, combinându-se cu compușii de acid azotic care transformă CFC-urile în forme mai active de clor. Acești compuși se formează în timpul sezonului lung de iarnă.
Când vine primăvara și lumina soarelui lovește norii, radiația UV împarte fluxul de molecule de clor în atomi de clor foarte activi. Fiecare atom de clor poate distruge o cantitate masivă de molecule de ozon, transformându-le în oxigen. Rezultatul este un proces fugitiv care consumă gazele protectoare, creând o gaură imensă în ozon.
În fiecare an, oamenii de știință monitorizează gaura pe măsură ce se extinde și se contractă sezonier. În 2005, gaura din ozon a măsurat o suprafață uimitoare de 10 milioane de mile pătrate (25,899,881 km pătrați), sau aproximativ de trei ori dimensiunea Statelor Unite. Doar anul 2003 a bătut acest record dubios, cu o gaură care măsura 11 milioane de mile.
Pe măsură ce anotimpurile se schimbă și vortexul se diminuează, zona superioară încetează să fie izolată, temperaturile cresc, iar deschiderea în ozon se micșorează. Cu toate acestea, oamenii de știință cred acum că gaura s-ar putea să nu se repare complet până în anul 2065. Se preconizează că ozonul mai puțin deteriorat de peste Polul Nord se va vindeca până în 2040.
Deși poate fi încurajator faptul că avem o scară predictivă pentru recuperarea găurii din ozon, există o altă îngrijorare. Epuizarea stratului de ozon are loc cu o rată de câteva procente pe an, cel mai vizibil la latitudinile medii ale planetei. În timp ce oamenii de știință se luptă să înțeleagă acest fenomen, oamenii sunt expuși riscului crescut de cazuri de cancer din cauza expunerii mai mari la UV, atât printr-o pătură atmosferică de protecție mai subțire, cât și din cauza găurii de ozon. Aceste condiții complexe sunt, de asemenea, strâns asociate cu încălzirea globală.