Paul J. CRUTZEN (Amsterdam, 1933), Mario J. MOLINA (Ciudad de México, 1942) y F.Sherwood ROWLAND (Delaware, OH, 1927 – Corona del Sur, CA, 2012) compartieron el premio Nobel de Química en 1995 “por su trabajo en química atmosférica, particularmente en lo que concierne a la formación y la descomposición del ozono”. El ozono estratosférico es el principal absorbente de la radiación ultravioleta (UV) del Sol. Sin la capa de ozono, la llegada masiva de los dañinos rayos UV impediría la vida en la superficie terrestre, de ahí la importancia de la investigación de los tres premiados.

Paul CRUTZEN, ciudadano holandés educado en los idiomas alemán y francés y después políglota, estuvo en el departamento de meteorología de la Universidad de Estocolmo entre 1954 y 1974, trabajando en proyectos meteorológicos y en programas de computadoras. Hacia 1965 desarrolló un modelo numérico sobre la distribución de ozono en la atmósfera. Tras pasar por las universidades de Cambridge en Inglaterra y Boulder en EEUU, en 1980 entró en el Instituto Max Planck de Maguncia. Fue el inventor de la palabra ‘antropoceno’ para designar la época en que vivimos. Su ‘lectura’ del Nobel, titulada “Mi vida con el O3, NOx y otros YZOxs”, consistió en 35 páginas de texto y 19 de citas en las que expuso toda clase de reacciones relativas al ozono tanto propias como ajenas. La estratosfera es la zona de la atmósfera situada entre los 10 y los 50 km. En 1930, el geofísico británico Sydney Chapman (1888 – 1970) propuso que el ozono se forma en esa zona mediante las reacciones: O2 + UV = O + O ; O + O2 + M = O3 + M , donde M es un tercer cuerpo. Crutzen, en 1970, demostró que los óxidos de nitrógeno, generados, por ejemplo, en los vuelos supersónicos, aceleraban la descomposición del ozono de acuerdo con las reacciones: NO + O3 = NO2 + O2 ; NO2 + O = NO + O2 ; O3 + UV = O2 + O. En total: 2 O3 = 3 O2. En su ‘lectura’, Crutzen estudió muchos otros temas: el impacto de la actividad humana en la estratosfera, la distribución del ozono troposférico, el volumen de metano antes de la era industrial y en el presente, la distribución de radicales OH y otros.

Mario MOLINA tuvo un laboratorio de química en la infancia. En 1972 se doctoró en la Universidad de California Berkeley bajo la dirección de G.Pimentel (1922 – 1989), inventor del láser químico. En 1973 se unió al grupo de Sherry Rowland en la Universidad de California Irvine, donde trabajaron en los clorofluorcarbonos (CFC). En 1982 pasó a la sección de física y química molecular del Jet Propulsion Lab y en 1989 al MIT. Tituló su conferencia del Nobel “Disminución del ozono polar”. En ella, comenzó indicando que el 90 % del ozono se encuentra en la estratosfera, una zona cuya temperatura es de 210 K en la base (a 10-15 km) y de 275 K a 50 km de altitud. La máxima concentración de ozono es de varias partes por millón: se produce por la acción del Sol en la parte superior de la estratosfera y se destruye por la acción de los radicales libres. Molina y Rowland apuntaron que los CFC no se destruyen por la lluvia ni por la oxidación debida a los OH, pero sí por el UV en la estratosfera superior, desprendiendo cloro atómico. Este cloro rompe moléculas de ozono de acuerdo con el mecanismo: Cl + O3 = ClO + O2 ; ClO + O = Cl + O2 ; en suma: O + O3 = 2 O2 . Molina, en 1987, observó la existencia del peróxido de cloro, Cl2O2, del que expuso su estructura geométrica y lo incluyó en un nuevo mecanismo: 2 (Cl + O3 = ClO + O2) ; ClO + ClO + M = Cl2O2 + M ; Cl2O2 + UV = 2 Cl + O2 ; en suma: 2 O3 + UV = 3 O2 . Y afirmó que el ciclo del peróxido de cloro (procedente de los CFC) era el responsable de más de dos tercios de la pérdida de ozono. Además añadió que la estratosfera apenas tiene nubes, ya que el agua está, como el ozono, en partes por millón: esas nubes son condensaciones sobre aerosoles del ácido sulfúrico formado a partir del SO2 procedente de las emisiones volcánicas, y pueden participar en reacciones químicas heterogéneas.

Sherwood ROWLAND, deportista de nivel en las competiciones universitarias de baseball, estudió en la Universidad de Chicago con maestros tales como Urey, Fermi, Maria Mayer y Taube (dos premios Nobel en el presente y dos en el futuro). Se doctoró en 1952 con una tesis sobre el bromo radiactivo producido por el ciclotrón dirigida por Libby (el del carbono 14). Siguió con su trabajo en isótopos radiactivos en las universidades de Kansas e Irvine, adonde llegó en 1965. Contactó con James Lovelock en 1972, quien, con el cromatógrafo de gases provisto de su ultrasensible detector de captura electrónica, había demostrado la presencia y distribución de freones en la atmósfera. Convencido de la persistencia de los CFC, cuando Molina se incorporó a su grupo comenzaron a trabajar en la demostración de que los freones dañaban la capa de ozono. Rowland recibió el premio con un título poco expresivo: “Disertación del Nobel en Química”. En la conferencia comenzó exponiendo su trabajo con los freones más empleados en la producción de aerosoles y como refrigerantes: los gases triclorofluormetano, CCl3F, y diclorotetrafluoretano, C2Cl2F4. Ya se ha dicho antes que estos compuestos liberan cloro atómico con la radiación ultravioleta: lo hacen mediante la reacción CCl3F + UV = Cl + CCl2F ; también se ha explicado cómo el cloro descompone el ozono. Rowland exhibió los datos de la pérdida de ozono en la primavera de 1985 obtenidos con el espectrómetro UV de Dobson, así como las famosas imágenes de las concentraciones totales de ozono tomadas desde el satélite Nimbus 7, en las que se aprecia el tamaño cambiante del agujero de la capa de ozono. También explicó el protocolo de regulación de los CFC y los cambios en las concentraciones en los últimos años. Terminó diciendo que aunque los CFC tienen una vida media en la atmósfera desde varias décadas hasta un siglo o más, parece que la disminución de ozono durante el siglo XXI está controlada.