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オゾンは、酸素の一種であり、地球の大気中の豊富な化合物ではありませんが、重要なものです。それは成層圏に有害な紫外線太陽放射を遮断する層を形成し、その層がなければ、表面の状態は生物にとってあまり好ましくありません。クロロフルオロカーボンが大気中に放出されると、このオゾン層が損傷します。これは、塩素(CFCの成分)が非常に反応性が高く、オゾンと相互作用して通常の酸素分子に変わるためです。
大気中のオゾン
オゾンは3つの酸素原子から形成される化合物であり、大気中の2つの別々の層に存在します。対流圏では、地面の近くで、汚染物質と見なされます。それは作物にダメージを与え、人間に呼吸器疾患を引き起こします。しかし、上部成層圏では、紫外線を吸収する層を形成します。科学者は、オゾンの研究の先駆者である英国の物理学者ゴードン・ミラー・ボーン・ドブソンにちなんで名付けられたドブソン単位で「良い」オゾンのこの層の厚さを測定します。 1つのドブソンユニットは、標準の温度と圧力で0.01ミリメートル(0.0004インチ)の厚さとして定義されます。これは、摂氏0度(華氏32度)および1気圧です。
オゾンとの反応
塩素は、1973年まで理解されていなかった反応でオゾンを酸素に変える触媒として機能します。遊離塩素原子とオゾン分子が相互作用すると、塩素原子は3番目の酸素分子を剥ぎ取り、不安定な化合物である一酸化塩素を形成し、安定した酸素分子。一酸化塩素分子は不安定であるため、遊離酸素原子と相互作用して2つの酸素原子から成る別の分子を生成し、重要なことに、塩素原子を自由にしてプロセスを再開できます。このサイクルは数千回繰り返され、オゾンの量が着実に減少します。
塩素源
塩素は不安定であるため、元素形態で放出された場合、成層圏に到達する前に他の元素または化合物と反応します。ただし、塩素はクロロフルオロカーボンと呼ばれる物質のクラスの重要な要素であり、冷凍などの産業で多くの用途があります。純粋な塩素とは異なり、CFCは不活性であり、地表レベルで放出されると、構造を無期限に保持します。しかし、それらは最終的に高層大気に移動し、そこでは日光がそれらをバラバラにして塩素を放出するのに十分強いです。塩素は必ずしもオゾン層を破壊する唯一の元素ではありません。臭素、水素、窒素もこれを行います。
オゾンホール
オゾン層の厚さは平均して約300〜500ドブソン単位であり、これは2つの積み重なったペニーの厚さにほぼ相当します。 1984年、南極の英国の科学者は、この層が180ドブソン単位、または1ペニーの厚さよりも少し薄くなることを繰り返し報告しました。この薄層化は、氷粒子の成層圏雲がオゾンの破壊を早める南極の冬と春の間に起こります。穴は毎年成長し、南極大陸の大部分とそれ以上を取り囲んでいます。また、層は数年で73ドブソンユニットのように薄くなり、ダイムの厚さよりも小さくなっています。