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

De ozonlaag

Zuurstof vormt ongeveer 21 procent van de aardatmosfeer, en het grootste deel van de atmosfeer dat bestaat als een stabiel molecuul bestaande uit twee zuurstofatomen. In de bovenste stratosfeer heeft zonlicht echter genoeg energie om sommige van deze moleculen te splitsen in vrije zuurstofatomen die kunnen worden gecombineerd met de stabiele zuurstofmoleculen om ozon te vormen - een molecuul dat uit drie zuurstofatomen bestaat. De drie atomen creëren een configuratie waarmee 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.

Effecten van chloor en broom

Chloor en broom hebben vergelijkbare atomaire structuren, en ze hebben allebei het vermogen om de ozonlaag uit te putten. Wanneer een enkel atoom van elk element in contact komt met een ozonmolecuul, wordt het extra zuurstofatoom verwijderd om een ​​iets stabieler molecuul te vormen - ofwel een hypochloriet of een hypobromietion - en moleculaire zuurstof achter te laten. Omdat ze verre van inert zijn, reageert elk hypochloriet en hypobromietion met een ander ozonmolecuul, ditmaal vormt het twee zuurstofmoleculen en laat het de chloor- of broomradicaal vrij om het proces opnieuw te beginnen. Op deze manier kan een enkel chloor- of broomatoom duizenden ozonmoleculen omzetten in zuurstof.

CFC's, methylbromide en halonen

Als chloor of broomgas aan het oppervlak vrijkomen, zou geen van beide haal het naar de stratosfeer - ze zouden verbindingen vormen lang voordat ze daar aankwamen. Chloor is echter een primaire component 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 chloor vrij te maken. Op dezelfde manier geeft het verdrijven van methylbromide op grondniveau broom vrij in de stratosfeer. CFK's hebben veel toepassingen in de industrie en methylbromide is een pesticide. Andere klassen van ozonafbrekende gassen die broom bevatten, halonen genaamd, worden gebruikt in brandblussers en landbouw. ​​

Beheersmaatregelen

Vanaf februari 2013 hadden 197 landen ingestemd met de voorwaarden van de Montreal Protocol, een internationaal verdrag dat het gebruik van bepaalde CFK's en halonen regelt. Het verdrag richt zich niet specifiek op tetrachloorkoolstof, een andere stof die de ozonlaag aantast, maar omdat het wordt gebruikt bij de productie van CFK's, die zijn uitgefaseerd, is het gebruik ervan afgenomen. Het verdrag heeft ook geen betrekking op de afgifte van methylbromide of stikstofoxide. Dit laatste is een ander ozonafbrekend gas dat vrijkomt in de landbouw en de landbouw. Net als CFK's vormt distikstofoxide een reactieve radicaal in de stratosfeer die het extra zuurstofatoom van ozon verwijdert.