מהם הגזים המשפיעים על שכבת האוזון?

בחלקים העליונים של הסטרטוספירה של כדור הארץ, שכבה דקה של מולקולות אוזון קולטת אור שמש אולטרה סגול, מה שהופך את התנאים על פני השטח לתורמים עבור יצורים חיים. שכבת האוזון דקה - רק בעובי של שני גרושים מוערמים - וגזים מסוימים מתקשרים עם האוזון כדי לגרום לדילול עונתי של השכבה. מרבית הגזים האחראים לחורי האוזון הללו משוחררים כתוצאה מפעילות תעשייתית או חקלאית אנושית.

חמצן יוצר כ- 21 אחוזים מהאטמוספירה של כדור הארץ, ועיקרו קיים כמולקולה יציבה המורכבת משני אטומי חמצן. בסטרטוספירה העליונה, לעומת זאת, לאור השמש יש מספיק אנרגיה כדי לפצל חלק מהמולקולות הללו לחמצן חופשי אטומים שיכולים להשתלב עם מולקולות החמצן היציבות ליצירת אוזון - מולקולה המורכבת משלושה חמצן אטומים. שלושת האטומים יוצרים תצורה המאפשרת למולקולה לספוג אור אולטרה סגול. מדענים מאמינים כי שכבת האוזון נוצרה לפני כ- 600 מיליון שנה, ומאפשרת לאורגניזמים לצאת מהים ולחיות ביבשה.

לכלור וברום יש מבנים אטומיים דומים, ולשניהם יש יכולת לרוקן את שכבת האוזון. כאשר אטום יחיד של כל אחד מהיסודות בא במגע עם מולקולת האוזון, הוא מפשיל את אטום החמצן הנוסף אליו יוצרים מולקולה יציבה מעט יותר - או היפוכלוריט או יון היפוברומיט - ומשאירים חמצן מולקולרי. בהיותם רחוקים מלהיות אינרטיים, כל היפוכלוריט ויון היפוברומיט מגיבים עם מולקולת אוזון אחרת, זו זמן להרכיב שתי מולקולות חמצן ולהשאיר את כלור או ברום רדיקל חופשי להתחיל בתהליך שוב. בדרך זו, אטום כלור או ברום יחיד יכול להמיר אלפי מולקולות אוזון לחמצן.

אם כלור או גז ברום ישוחררו על פני השטח, אף אחד מהם לא יגיע לסטרטוספירה - הם היו יוצרים תרכובות הרבה לפני שהגיעו לשם. עם זאת, כלור הוא מרכיב עיקרי בשתי סוגים של גזים אינרטיים, הנקראים כלורופלואור פחמנים, או CFC. הגזים האלה נודדים לאטמוספרה העליונה, שם קרינת השמש חזקה מספיק בכדי לפרק את המולקולות ולהשתחרר חופשי כְּלוֹר. באותו אופן, גירוש מתיל ברומיד בגובה הקרקע משחרר ברום לסטרטוספירה. ל- CFC שימושים רבים בתעשייה, ומתיל ברומיד הוא חומר הדברה. סוגים אחרים של גזים מדללי אוזון המכילים ברום, הנקראים הלונים, משמשים במטפי כיבוי וחקלאות.

החל מפברואר 2013, 197 מדינות הסכימו לתנאי פרוטוקול מונטריאול, אמנה בינלאומית השולטת בשימוש ב- CFC מסוימים ובהלונים. האמנה אינה מתייחסת באופן ספציפי לטטרכלוריד פחמן, חומר אחר המוריד אוזון, אך מכיוון שהוא משמש לייצור CFC, שהופנו בשלבים, השימוש בו ירד. האמנה גם לא מתייחסת לשחרור מתיל ברומיד או תחמוצת החנקן. האחרון הוא עוד גז מדלדל אוזון המשתחרר בחקלאות ובחקלאות. כמו CFC, תחמוצת החנקן יוצר רדיקל תגובתי בסטרטוספירה המפשיט את אטום החמצן הנוסף מאוזון.