Žemės stratosferos aukštupyje plonas ozono molekulių sluoksnis sugeria ultravioletinius saulės spindulius, todėl sąlygos paviršiuje yra palankios gyvoms būtybėms. Ozono sluoksnis yra plonas - tik maždaug dviejų kaupiamų centų storio - ir tam tikros dujos sąveikauja su ozonu, kad sezoniškai sluoksnis sumažėtų. Dauguma dujų, atsakingų už šias ozono skylutes, išsiskiria dėl žmonių pramoninės ar žemės ūkio veiklos.
Ozono sluoksnis
Deguonis sudaro apie 21 proc. Žemės atmosferos, o didžioji jo dalis egzistuoja kaip stabili molekulė, susidedanti iš dviejų deguonies atomų. Tačiau viršutinėje stratosferoje saulės spinduliai turi pakankamai energijos, kad dalį šių molekulių padalintų į laisvąjį deguonį atomai, kurie gali susijungti su stabiliomis deguonies molekulėmis ir sudaryti ozoną - molekulę, susidedančią iš trijų deguonies atomai. Šie trys atomai sukuria konfigūraciją, leidžiančią molekulei absorbuoti ultravioletinę šviesą. Mokslininkai mano, kad ozono sluoksnis susiformavo maždaug prieš 600 milijonų metų, leidžiant organizmams išeiti iš jūros ir gyventi sausumoje.
Chloro ir bromo poveikis
Chloras ir bromas turi panašią atominę struktūrą, ir jie abu gali ardyti ozono sluoksnį. Kai vienas iš bet kurio elemento atomų liečiasi su ozono molekule, jis pašalina papildomą deguonies atomą sudaro šiek tiek stabilesnę molekulę - hipochlorito arba hipobromito joną - ir palieka molekulinį deguonį. Kiekvienas hipochlorito ir hipobromito jonas, būdamas toli nuo inertiškumo, reaguoja su kita ozono molekule laikas suformuodamas dvi deguonies molekules ir palikdamas laisvą chloro arba bromo radikalą procesui pradėti vėl. Tokiu būdu vienas chloro ar bromo atomas gali paversti tūkstančius ozono molekulių deguonimi.
CFC, metilbromidas ir halonai
Jei chloro arba bromo dujos išsiskirtų paviršiuje, nė viena nepatektų į stratosferą - jos dar ilgai prieš patekdamos susidarytų junginius. Tačiau chloras yra pagrindinis dviejų klasių inertinių dujų, vadinamų chlorfluorangliavandeniliais arba CFC, komponentas. Šios dujos migruoja į viršutinę atmosferos dalį, kur saulės spinduliuotė yra pakankamai stipri, kad suskaidytų molekules ir išsiskirtų laisvai chloras. Lygiai taip pat išmetant metilbromidą žemės lygyje, bromas patenka į stratosferą. CFC pramonėje naudoja daug, o metilbromidas yra pesticidas. Kitos ozoną ardančių dujų, turinčių bromą, klasės, vadinamos halonais, naudojamos gesintuvuose ir žemės ūkyje.
Kontrolės priemonės
2013 m. Vasario mėn. 197 šalys sutiko su Monrealio protokolo, tarptautinės sutarties, kontroliuojančios tam tikrų CFC ir halonų naudojimą, sąlygomis. Sutartyje nėra konkrečiai kalbama apie anglies tetrachloridą, kitą ozoną ardančią medžiagą, tačiau kadangi jis naudojamas gaminant CFC, kurie buvo palaipsniui nutraukti, jo naudoti atsisakyta. Sutartyje taip pat nenagrinėjamas metilbromido ar azoto oksido išsiskyrimas. Pastarosios yra kitos ozoną ardančios dujos, išsiskiriančios žemės ūkyje ir žemės ūkyje. Kaip ir CFC, azoto oksidas stratosferoje sudaro reaktyvųjį radikalą, kuris pašalina papildomą deguonies atomą nuo ozono.