Dans la partie supérieure de la stratosphère terrestre, une fine couche de molécules d'ozone absorbe la lumière ultraviolette du soleil, créant des conditions à la surface propices aux êtres vivants. La couche d'ozone est mince - seulement environ l'épaisseur de deux centimes empilés - et certains gaz interagissent avec l'ozone pour provoquer un amincissement saisonnier de la couche. La plupart des gaz responsables de ces trous d'ozone sont libérés à la suite de l'activité humaine industrielle ou agricole.
La couche d'ozone
L'oxygène forme environ 21 pour cent de l'atmosphère terrestre, et la majeure partie de celui-ci existe sous forme de molécule stable constituée de deux atomes d'oxygène. Dans la stratosphère supérieure, cependant, la lumière du soleil a suffisamment d'énergie pour diviser certaines de ces molécules en oxygène libre. atomes qui peuvent se combiner avec les molécules d'oxygène stables pour former de l'ozone - une molécule qui se compose de trois oxygènes atomes. Les trois atomes créent une configuration qui permet à la molécule d'absorber la lumière ultraviolette. Les scientifiques pensent que la couche d'ozone s'est formée il y a environ 600 millions d'années, permettant aux organismes d'émerger de la mer et de vivre sur terre.
Effets du chlore et du brome
Le chlore et le brome ont des structures atomiques similaires et ils ont tous deux la capacité d'appauvrir la couche d'ozone. Lorsqu'un seul atome de l'un ou l'autre élément entre en contact avec une molécule d'ozone, il dépouille l'atome d'oxygène supplémentaire pour forment une molécule légèrement plus stable - soit un hypochlorite, soit un ion hypobromite - et laissent de l'oxygène moléculaire. Étant loin d'être inerte, chaque ion hypochlorite et hypobromite réagit avec une autre molécule d'ozone, ce le temps de former deux molécules d'oxygène et de laisser le radical chlore ou brome libre pour commencer le processus de nouveau. De cette façon, un seul atome de chlore ou de brome peut convertir des milliers de molécules d'ozone en oxygène.
CFC, bromure de méthyle et halons
Si du chlore ou du brome étaient libérés à la surface, ni l'un ni l'autre n'atteindraient la stratosphère - ils formeraient des composés bien avant d'y arriver. Cependant, le chlore est un composant principal de deux classes de gaz inertes, appelés chlorofluorocarbures ou CFC. Ces gaz migrer dans la haute atmosphère, où le rayonnement solaire est suffisamment puissant pour briser les molécules et libérer chlore. De la même manière, l'expulsion du bromure de méthyle au niveau du sol libère du brome dans la stratosphère. Les CFC ont de nombreuses utilisations dans l'industrie et le bromure de méthyle est un pesticide. D'autres classes de gaz appauvrissant la couche d'ozone qui contiennent du brome, appelés halons, sont utilisées dans les extincteurs et l'agriculture.
Des mesures de contrôle
En février 2013, 197 pays avaient accepté les termes du Protocole de Montréal, un traité international contrôlant l'utilisation de certains CFC et halons. Le traité ne traite pas spécifiquement du tétrachlorure de carbone, une autre substance appauvrissant la couche d'ozone, mais depuis qu'il est utilisé dans la fabrication de CFC, qui ont été progressivement éliminés, son utilisation a diminué. Le traité ne traite pas non plus de la libération de bromure de méthyle ou d'oxyde nitreux. Ce dernier est un autre gaz appauvrissant la couche d'ozone libéré dans l'agriculture et l'agriculture. Comme les CFC, l'oxyde nitreux forme un radical réactif dans la stratosphère qui retire l'atome d'oxygène supplémentaire de l'ozone.