U gornjim dijelovima Zemljine stratosfere tanak sloj molekula ozona upija ultraljubičastu sunčevu svjetlost, stvarajući na površini povoljne uvjete za živa bića. Ozonski je sloj tanak - debljine samo otprilike dva naslagana novčića - a određeni plinovi u interakciji s ozonom uzrokuju sezonsko stanjivanje sloja. Većina plinova odgovornih za ove ozonske rupe oslobađa se kao rezultat ljudske industrijske ili poljoprivredne aktivnosti.
Ozonski omotač
Kisik tvori oko 21 posto zemljine atmosfere, a glavnina toga postoji kao stabilna molekula koja se sastoji od dva atoma kisika. Međutim, u gornjoj stratosferi sunčeva svjetlost ima dovoljno energije da neke od ovih molekula podijeli u slobodni kisik atomi koji se mogu kombinirati sa stabilnim molekulama kisika da bi stvorili ozon - molekulu koja se sastoji od tri kisika atoma. Tri atoma stvaraju konfiguraciju koja omogućava molekuli da apsorbira ultraljubičastu svjetlost. Znanstvenici vjeruju da je ozonski omotač nastao prije otprilike 600 milijuna godina, omogućujući organizmima da izlaze iz mora i žive na kopnu.
Učinci klora i broma
Klor i brom imaju slične atomske strukture i obojica imaju sposobnost iscrpljivanja ozonskog sloja. Kad pojedinačni atom bilo kojeg elementa dođe u kontakt s molekulom ozona, on uklanja dodatni atom kisika tvore malo stabilniju molekulu - ili hipoklorit ili hipobromitni ion - i ostavljaju molekularni kisik. Daleko od inertnosti, svaki hipoklorit i hipobromitni ion reagira s drugom molekulom ozona, to vrijeme formiranja dvije molekule kisika i ostavljanja klora ili broma radikala slobodnim za započinjanje procesa opet. Na taj način, jedan atom klora ili broma može pretvoriti tisuće molekula ozona u kisik.
CFC-ovi, metil-bromid i haloni
Kad bi se klor ili brom pustili na površini, niti jedan ne bi dospio u stratosferu - oni bi tvorili spojeve puno prije nego što bi tamo stigli. Međutim, klor je primarna komponenta dviju klasa inertnih plinova, nazvanih klorofluoroogljikovodici ili CFC. Ovi plinovi migriraju u gornju atmosferu, gdje je sunčevo zračenje dovoljno jako da rastavi molekule i oslobodi se klor. Na isti način izbacivanjem metil bromida u prizemlju brom se oslobađa u stratosferu. CFC se u industriji koristi mnogo, a metil bromid je pesticid. Ostale klase plinova koji oštećuju ozonski omotač i sadrže brom, zvani haloni, koriste se u aparatima za gašenje požara i poljoprivredi.
Kontrolne mjere
Od veljače 2013. godine, 197 zemalja složilo se s uvjetima Montrealskog protokola, međunarodnog ugovora koji kontrolira upotrebu određenih CFC-a i halona. Ugovor se posebno ne bavi ugljikovim tetrakloridom, drugom supstancom koja oštećuje ozonski omotač, ali budući da se koristi u proizvodnji CFC-a koji su postupno ukinuti, njegova je upotreba odbijena. Ugovor se također ne bavi oslobađanjem metil bromida ili dušikovog oksida. Potonji je još jedan plin koji uništava ozonski omotač koji se oslobađa u poljoprivredi i poljoprivredi. Poput CFC-a, dušikov oksid stvara reaktivni radikal u stratosferi koji oduzima dodatni atom kisika iz ozona.
