V zgornjem toku zemeljske stratosfere tanka plast molekul ozona absorbira ultravijolično sončno svetlobo, kar ustvarja pogoje na površini za živa bitja. Ozonska plast je tanka - le približno debelina dveh zloženih penijev - in nekateri plini medsebojno delujejo z ozonom, kar povzroči sezonsko redčenje plasti. Večina plinov, odgovornih za te ozonske luknje, se sprosti kot rezultat človeške industrijske ali kmetijske dejavnosti.
Ozonska plast
Kisik tvori približno 21 odstotkov zemeljske atmosfere, večina tega pa obstaja kot stabilna molekula, sestavljena iz dveh atomov kisika. V zgornji stratosferi pa ima sončna svetloba dovolj energije, da nekatere od teh molekul razdeli na prosti kisik atomi, ki se lahko kombinirajo s stabilnimi molekulami kisika in tvorijo ozon - molekulo, ki je sestavljena iz treh kisikov atomi. Trije atomi ustvarjajo konfiguracijo, ki molekuli omogoča absorpcijo ultravijolične svetlobe. Znanstveniki verjamejo, da je ozonska plast nastala pred približno 600 milijoni let, kar omogoča organizmom, da se pojavijo iz morja in živijo na kopnem.
Učinki klora in broma
Klor in brom imata podobne atomske strukture in oba imata sposobnost, da tanjšata ozonski plašč. Ko en atom katerega koli elementa pride v stik z molekulo ozona, odstrani odvečni atom kisika tvorijo nekoliko stabilnejšo molekulo - bodisi hipoklorit ali hipobromit-ion - in pustijo molekularni kisik. Ker sta hipoklorit in hipobromit ion daleč od inerta, reagirata z drugo molekulo ozona, to čas tvori dve molekuli kisika in pusti klorov ali bromov radikal prost, da začne postopek ponovno. Na ta način lahko en sam atom klora ali broma pretvori na tisoče molekul ozona v kisik.
CFC, metilbromid in haloni
Če bi se na površino sproščal klor ali bromov plin, nobeden ne bi prišel v stratosfero - tvorili bi spojine že dolgo, preden bi prišli tja. Vendar je klor primarna sestavina dveh razredov inertnih plinov, imenovanih klorofluoroogljikovodiki ali CFC. Ti plini migrirajo v zgornje ozračje, kjer je sončno sevanje dovolj močno, da razbije molekule in se sprosti prosto klor. Na enak način izgon metilbromida v tleh sprošča brom v stratosfero. CFC se v industriji pogosto uporabljajo, metilbromid pa je pesticid. Drugi razredi plinov, ki tanjšajo ozonski plašč in vsebujejo brom, imenovani haloni, se uporabljajo v gasilnih aparatih in kmetijstvu.
Nadzorni ukrepi
Od februarja 2013 se je 197 držav strinjalo z določbami Montrealskega protokola, mednarodne pogodbe o nadzoru uporabe nekaterih CFC-jev in halonov. Pogodba sicer posebej ne obravnava ogljikovega tetraklorida, druge snovi, ki tanjša ozonski plašč, a ker se uporablja pri proizvodnji CFC-jev, ki so bili postopno ukinjeni, se njegova uporaba zmanjšuje. Pogodba tudi ne obravnava sproščanja metilbromida ali dušikovega oksida. Slednji je še en plin, ki tanjša ozonski plašč, ki se sprošča v kmetijstvu in kmetijstvu. Tako kot CFC tudi dušikov oksid v stratosferi tvori reaktivni radikal, ki odstrani od kisika odvečni atom kisika.