Avant que Thomas Midgley Jr. et ses associés n'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, qui sont si chimiquement inertes que les ingénieurs pensaient avoir trouvé un composé miracle. Les CFC sont insipides, inodores, ininflammables 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 plus abondant gaz dans l'atmosphère terrestre, et il existe principalement sous forme de molécules constituées de deux atomes d'oxygène. Cependant, l'oxygène peut se combiner en molécules de trois atomes, appelées ozone. L'ozone près du sol est un polluant, mais dans la stratosphère supérieure, il forme une couche protectrice autour de la planète qui absorbe la lumière ultraviolette, protégeant ainsi toute vie contre les effets nocifs de ce rayonnement. L'épaisseur de cette couche est mesurée en unités Dobson (DU); un DU correspond au centième de millimètre à la température et à la pression standard. La couche d'ozone a une épaisseur moyenne de 300 à 500 UD, ce qui correspond à l'épaisseur de deux pièces de monnaie empilées.
L'effet des CFC

Les scientifiques ont commencé à réaliser le potentiel d'interaction destructrice du chlore avec l'ozone au début des années 1970, et Sherwood Rowland et Mario Molina ont mis en garde contre 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 qui est 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, qui est hautement réactif, élimine l'atome d'oxygène supplémentaire d'une molécule d'ozone, formant du monoxyde de chlore et laissant une molécule d'oxygène comme produit de la réaction. Le monoxyde de chlore est également très réactif, cependant, et il se combine avec une autre molécule d'ozone pour former deux molécules d'oxygène et laisser 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 au-dessus de l'Antarctique, et dans une mesure plus limitée au-dessus de l'Arctique, pendant l'hiver.
Le trou d'ozone

Les scientifiques ont découvert la preuve d'un trou d'ozone au-dessus de l'Antarctique en 1985. Les gouvernements mondiaux ont été rapides réagir, en concluant un accord à Montréal en 1987 pour, d'ici 2010, éliminer progressivement l'utilisation des CFC dans les pays signataires. L'épaisseur moyenne de la couche dans un trou 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 a été en 2006; sa superficie était de 76,30 millions de kilomètres carrés (29,46 millions de milles carrés); aucun trou dans les années suivantes, en 2014, n'a été aussi grand. Le premier trou d'ozone au-dessus de l'Arctique a été observé en 2011 après un hiver arctique exceptionnellement froid.