Wat zijn de gassen die de ozonlaag aantasten?

In de bovenloop van de stratosfeer van de aarde absorbeert een dunne laag ozonmoleculen ultraviolet zonlicht, waardoor de omstandigheden aan de oppervlakte gunstig zijn voor levende wezens. De ozonlaag is dun - slechts ongeveer de dikte van twee gestapelde centen - en bepaalde gassen interageren met ozon om een ​​seizoensgebonden dunner van de laag te veroorzaken. De meeste gassen die verantwoordelijk zijn voor deze ozongaten komen vrij als gevolg van menselijke industriële of landbouwactiviteiten.

Zuurstof vormt ongeveer 21 procent van de atmosfeer van de aarde en het grootste deel daarvan bestaat als een stabiel molecuul dat uit twee zuurstofatomen bestaat. In de bovenste stratosfeer heeft zonlicht echter genoeg energie om sommige van deze moleculen te splitsen in vrije zuurstof atomen die kunnen combineren met de stabiele zuurstofmoleculen om ozon te vormen - een molecuul dat uit drie zuurstof bestaat atomen. De drie atomen creëren een configuratie waardoor het molecuul ultraviolet licht kan absorberen. Wetenschappers geloven dat de ozonlaag ongeveer 600 miljoen jaar geleden is gevormd, waardoor organismen uit de zee kunnen komen en op het land kunnen leven.

Chloor en broom hebben vergelijkbare atomaire structuren en ze hebben allebei het vermogen om de ozonlaag af te breken. Wanneer een enkel atoom van een van beide elementen in contact komt met een ozonmolecuul, wordt het extra zuurstofatoom gestript tot vormen een iets stabieler molecuul - ofwel een hypochloriet of een hypobromiet-ion - en laten moleculaire zuurstof achter. Omdat het verre van inert is, reageert elk hypochloriet en hypobromiet-ion met een ander ozonmolecuul, dit: tijd om twee zuurstofmoleculen te vormen en de chloor- of broomradicaal vrij te laten om het proces te starten opnieuw. Op deze manier kan een enkel chloor- of broomatoom duizenden ozonmoleculen omzetten in zuurstof.

Als er chloor- of broomgas vrijkomt aan de oppervlakte, zouden geen van beide de stratosfeer bereiken - ze zouden verbindingen vormen lang voordat ze daar aankwamen. Chloor is echter een hoofdbestanddeel van twee klassen van inerte gassen, chloorfluorkoolwaterstoffen of CFK's genoemd. deze gassen migreren naar de bovenste atmosfeer, waar de straling van de zon sterk genoeg is om de moleculen uit elkaar te halen en vrij te laten chloor. Op dezelfde manier komt broom vrij in de stratosfeer door methylbromide op grondniveau te verdrijven. CFK's hebben veel toepassingen in de industrie en methylbromide is een pesticide. Andere klassen ozonafbrekende gassen die broom bevatten, halonen genaamd, worden gebruikt in brandblussers en in de landbouw.

In februari 2013 waren 197 landen akkoord gegaan met de voorwaarden van het Montreal Protocol, een internationaal verdrag dat het gebruik van bepaalde CFK's en halonen regelt. Het verdrag heeft niet specifiek betrekking op tetrachloorkoolstof, een andere ozonafbrekende stof, maar sinds het wordt gebruikt bij de vervaardiging van CFK's, die geleidelijk zijn uitgefaseerd, is het gebruik ervan afgenomen. Het verdrag gaat ook niet in op het vrijkomen van methylbromide of lachgas. Dit laatste is een ander ozonafbrekend gas dat vrijkomt in de landbouw en landbouw. Net als CFK's vormt lachgas een reactieve radicaal in de stratosfeer die het extra zuurstofatoom van ozon ontdoet.