Zawartość
W górnym obszarze stratosfery Ziemi cienka warstwa cząsteczek ozonu pochłania promieniowanie ultrafioletowe, tworząc warunki na powierzchni sprzyjające istotom żywym. Warstwa ozonowa jest cienka - tylko o grubości dwóch ułożonych na sobie groszy - a niektóre gazy oddziałują z ozonem, powodując sezonowe przerzedzenie warstwy. Większość gazów odpowiedzialnych za te dziury ozonowe uwalnia się w wyniku działalności przemysłowej lub rolniczej człowieka.
Warstwa ozonowa
Tlen tworzy około 21 procent ziemskiej atmosfery, a większość z nich istnieje jako stabilna cząsteczka składająca się z dwóch atomów tlenu. Jednak w górnej stratosferze światło słoneczne ma wystarczającą energię, aby rozdzielić niektóre z tych cząsteczek na wolne atomy tlenu, które mogą łączyć się ze stabilnymi cząsteczkami tlenu, tworząc ozon - cząsteczkę składającą się z trzech atomów tlenu. Trzy atomy tworzą konfigurację, która umożliwia cząsteczce absorbowanie światła ultrafioletowego. Naukowcy uważają, że warstwa ozonowa powstała około 600 milionów lat temu, umożliwiając organizmom wydostanie się z morza i życie na lądzie.
Wpływ chloru i bromu
Chlor i brom mają podobne struktury atomowe i oba mają zdolność zubożenia warstwy ozonowej. Kiedy pojedynczy atom dowolnego pierwiastka wejdzie w kontakt z cząsteczką ozonu, usuwa dodatkowy atom tlenu, tworząc nieco bardziej stabilną cząsteczkę - podchloryn lub jon podchromianu - i pozostawia tlen cząsteczkowy. Będąc dalekim od obojętności, każdy podchloryn i jon podchromianu reaguje z inną cząsteczką ozonu, tym razem tworząc dwie cząsteczki tlenu i pozostawiając wolny rodnik chloru lub bromu, aby ponownie rozpocząć proces. W ten sposób pojedynczy atom chloru lub bromu może przekształcić tysiące cząsteczek ozonu w tlen.
CFC, bromek metylu i halony
Gdyby chlor lub gaz bromowy zostały uwolnione na powierzchni, żadne z nich nie dotarłoby do stratosfery - tworzyłyby związki na długo przed dotarciem. Jednak chlor jest podstawowym składnikiem dwóch klas gazów obojętnych, zwanych chlorofluorowęglowodorami lub CFC. Gazy te migrują do górnej atmosfery, gdzie promieniowanie słoneczne jest wystarczająco silne, aby rozbić molekuły i uwolnić wolny chlor. W ten sam sposób wydalenie bromku metylu z poziomu gruntu uwalnia brom do stratosfery. CFC mają wiele zastosowań w przemyśle, a bromek metylu jest pestycydem. Inne gazy zubożające warstwę ozonową, zawierające brom, zwane halonami, są stosowane w gaśnicach i rolnictwie.
Środki kontroli
W lutym 2013 r. 197 krajów zgodziło się na warunki protokołu montrealskiego, międzynarodowego traktatu kontrolującego stosowanie niektórych CFC i halonów. Traktat nie zajmuje się konkretnie czterochlorek węgla, kolejną substancją zubożającą warstwę ozonową, ale ponieważ jest on stosowany do produkcji CFC, które zostały stopniowo wycofane, jego zastosowanie spadło. Traktat nie dotyczy również uwalniania bromku metylu lub podtlenku azotu. Ten ostatni jest kolejnym gazem zubożającym warstwę ozonową uwalnianym w rolnictwie i rolnictwie. Podobnie jak CFC, podtlenek azotu tworzy reaktywny rodnik w stratosferze, który usuwa dodatkowy atom tlenu z ozonu.