В горното течение на земната стратосфера тънък слой озонови молекули поглъща ултравиолетовата слънчева светлина, правейки условия на повърхността благоприятни за живите същества. Озоновият слой е тънък - само около дебелината на две подредени стотинки - и някои газове взаимодействат с озона, за да причинят сезонно изтъняване на слоя. Повечето газове, отговорни за тези озонови дупки, се отделят в резултат на индустриална или селскостопанска дейност на човека.
Озоновият слой
Кислородът формира около 21 процента от земната атмосфера и по-голямата част от него съществува като стабилна молекула, състояща се от два кислородни атома. В горната стратосфера обаче слънчевата светлина има достатъчно енергия, за да раздели някои от тези молекули на свободен кислород атоми, които могат да се комбинират със стабилните кислородни молекули, за да образуват озон - молекула, която се състои от три кислорода атоми. Трите атома създават конфигурация, която позволява на молекулата да абсорбира ултравиолетовата светлина. Учените смятат, че озоновият слой се е образувал преди около 600 милиона години, което позволява на организмите да излизат от морето и да живеят на сушата.
Ефекти на хлор и бром
Хлорът и брома имат сходни атомни структури и двамата имат способността да разрушават озоновия слой. Когато един атом от който и да е от елементите влезе в контакт с молекула озон, той отделя допълнителния кислороден атом образуват малко по-стабилна молекула - или хипохлорит, или хипобромитен йон - и оставят молекулярен кислород. Тъй като е далеч от инертността, всеки хипохлорит и хипобромитен йон реагира с друга озонова молекула, това време, образувайки две кислородни молекули и оставяйки хлорния или бромен радикал свободни, за да започне процеса отново. По този начин един хлорен или бромен атом може да превърне хиляди озонови молекули в кислород.
ХФУ, метилбромид и халони
Ако на повърхността се отделят хлор или бром, нито един от тях няма да стигне до стратосферата - те ще образуват съединения много преди да стигнат там. Въпреки това, хлорът е основен компонент на два класа инертни газове, наречени хлорофлуорвъглеводороди или CFC. Тези газове мигрират в горните слоеве на атмосферата, където слънчевата радиация е достатъчно силна, за да раздели молекулите и да се освободи свободно хлор. По същия начин изхвърлянето на метилбромид на нивото на земята освобождава бром в стратосферата. ХФУ имат много приложения в промишлеността, а метилбромидът е пестицид. Други класове озоноразрушаващи газове, които съдържат бром, наречени халони, се използват в пожарогасителите и селското стопанство.
Мерки за контрол
Към февруари 2013 г. 197 държави са се съгласили с условията на Монреалския протокол, международен договор, контролиращ използването на някои CFC и халони. Договорът не разглежда конкретно въглеродния тетрахлорид, друго озоноразрушаващо вещество, но тъй като той се използва при производството на CFC, които са постепенно премахнати, употребата му намалява. Договорът също не разглежда освобождаването на метилбромид или азотен оксид. Последният е друг озоноразрушаващ газ, който се отделя в земеделието и селското стопанство. Подобно на CFC, азотният оксид образува реактивен радикал в стратосферата, който отделя допълнителния кислороден атом от озона.
