У верхів'ях стратосфери Землі тонкий шар молекул озону поглинає ультрафіолетове сонячне світло, створюючи умови на поверхні, сприятливі для живих істот. Озоновий шар є тонким - товщиною лише близько двох копійок - і певні гази взаємодіють з озоном, викликаючи сезонне стоншення шару. Більшість газів, відповідальних за ці озонові діри, виділяються в результаті промислової чи сільськогосподарської діяльності людини.
Озоновий шар
Кисень утворює близько 21 відсотка земної атмосфери, і основна частина цього існує у вигляді стабільної молекули, що складається з двох атомів кисню. Однак у верхній стратосфері сонячне світло має достатньо енергії, щоб розщепити деякі з цих молекул на вільний кисень атоми, які можуть поєднуватися зі стабільними молекулами кисню, утворюючи озон - молекулу, яка складається з трьох кисню атоми. Три атоми створюють конфігурацію, яка дозволяє молекулі поглинати ультрафіолетове світло. Вчені вважають, що озоновий шар утворився близько 600 мільйонів років тому, що дозволило організмам вийти з моря і жити на суші.
Вплив хлору та брому
Хлор і бром мають подібні атомні структури, і вони обидва мають здатність руйнувати озоновий шар. Коли окремий атом будь-якого елемента контактує з молекулою озону, він позбавляє зайвого атома кисню утворюють трохи стабільнішу молекулу - або гіпохлорит, або іон гіпоброміту - і залишають молекулярний кисень. Будучи далеко не інертними, кожен іон гіпохлориту та гіпоброміту реагує з іншою молекулою озону, це час, утворюючи дві молекули кисню і залишаючи вільним радикалом хлору або брому для початку процесу знову. Таким чином, один атом хлору або брому може перетворити тисячі молекул озону в кисень.
ХФУ, бромістий метил та галони
Якби на поверхню виділявся хлор або бром, вони не потрапляли б у стратосферу - вони утворювали б сполуки задовго до того, як туди потрапили. Однак хлор є основним компонентом двох класів інертних газів, які називаються хлорфторуглеродами або ХФУ. Ці гази мігрувати у верхні шари атмосфери, де сонячне випромінювання досить сильне, щоб розбити молекули і звільнитися хлор. Таким же чином, викидаючи бромістий метил на рівні землі, виділяється бром у стратосферу. ХФУ мають багато застосувань у промисловості, а бромістий метил є пестицидом. Інші класи озоноруйнівних газів, що містять бром, звані галонами, використовуються в вогнегасниках та сільському господарстві.
Заходи контролю
Станом на лютий 2013 року 197 країн погодились з умовами Монреальського протоколу, міжнародного договору, що контролює використання певних ХФУ та галонів. Договір конкретно не стосується чотирихлористого вуглецю, іншого речовини, що руйнує озоновий шар, але оскільки він використовується у виробництві ХФУ, які були поступово припинені, його використання зменшилось. Договір також не стосується викидів бромістого метилу або закису азоту. Останнє - ще один озоноруйнівний газ, що виділяється у сільському господарстві та сільському господарстві. Як і ХФУ, закис азоту утворює реактивний радикал у стратосфері, який позбавляє зайвий атом кисню від озону.
