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Avant que Thomas Midgley Jr. et ses associés inventent le fréon en 1928, les réfrigérants les plus courants étaient les produits chimiques dangereux tels que le dioxyde de soufre, le chlorure de méthyle et l'ammoniac. Le fréon est une combinaison de plusieurs chlorofluorocarbures, ou CFC, tellement chimiquement inertes que les ingénieurs ont cru avoir trouvé un composé miracle. Les CFC sont sans goût, sans odeur, non inflammables et non corrosifs, mais en 1974, deux scientifiques ont averti qu’ils étaient loin d’être inoffensifs et leurs avertissements ont été confirmés en 1985.
La couche d'ozone
L'oxygène est le deuxième gaz le plus abondant dans l'atmosphère terrestre et existe principalement sous forme de molécules composées de deux atomes d'oxygène. L'oxygène peut cependant se combiner en molécules à trois atomes, appelées ozone. L’ozone près du sol est un polluant, mais dans la haute stratosphère, il forme une couche protectrice autour de la planète qui absorbe les rayons ultraviolets du soleil, protégeant ainsi toute la vie des effets nocifs de ce rayonnement. L'épaisseur de cette couche est mesurée en unités de Dobson (DU); un DU correspond à un centième de millimètre à la température et à la pression standard. La couche d’ozone a une épaisseur moyenne d’environ 300 à 500 UD, ce qui correspond à l’épaisseur de deux sous empilés.
L'effet des CFC
Les scientifiques ont commencé à comprendre le potentiel d'interaction destructrice du chlore avec l'ozone au début des années 1970. Sherwood Rowland et Mario Molina ont mis en garde sur le danger que les CFC représentaient pour la couche d'ozone en 1974. Ce danger est une conséquence directe du fait que les CFC - qui contiennent du carbone, du fluor et du chlore - sont si inertes. Parce qu'elles ne réagissent avec rien dans la basse atmosphère, les molécules de CFC finissent par migrer vers la haute atmosphère, où le rayonnement solaire est suffisamment intense pour les séparer. Cela produit du chlore libre - un élément tout sauf inerte.
L'effet du chlore sur l'ozone
Le processus par lequel le chlore détruit l'ozone est en deux étapes. Un radical chlore, hautement réactif, sépare l'atome d'oxygène supplémentaire d'une molécule d'ozone en formant du monoxyde de chlore et en laissant une molécule d'oxygène comme produit de la réaction.Toutefois, le monoxyde de chlore est également très réactif et se combine avec une autre molécule d'ozone pour former deux molécules d'oxygène et laisse ainsi l'atome de chlore libre pour recommencer le processus. Un seul atome de chlore peut détruire des milliers de molécules d’ozone à des températures suffisamment froides. Ces températures existent dans l’Antarctique et, dans une moindre mesure, dans l’Arctique, en hiver.
Le trou d'ozone
Les scientifiques ont découvert pour la première fois des preuves d’un trou dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique en 1985. Les gouvernements du monde entier ont vite réagi et ont conclu un accord à Montréal en 1987 en vue d’éliminer, d’ici 2010, l’utilisation des CFC par les pays signataires. L’épaisseur moyenne de la couche d’un trou dans la couche d’ozone, qui se développe chaque année au printemps antarctique, est d’environ 100 UD - l’épaisseur d’un sou. Le plus grand trou observé était en 2006; sa superficie était de 76,30 millions de kilomètres carrés (29,46 millions de milles carrés); aucun trou dans les années suivantes, à partir de 2014, n'a été aussi grand. Le premier trou dans la couche d'ozone au-dessus de l'Arctique a été observé en 2011 après un hiver exceptionnellement froid dans l'Arctique.