Jupiterimages/Comstock/Getty Images

In de bovenste regionen 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 zo dik als twee centen – en bepaalde gassen interageren met ozon en veroorzaken een seizoensverdunning van de laag. De meeste gassen die verantwoordelijk zijn voor deze gaten in de ozonlaag komen vrij als gevolg van menselijke industriële of agrarische activiteiten.

De ozonlaag

De ozonlaag

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

Effecten van chloor en broom

Effecten van chloor en broom

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, stript het het extra zuurstofatoom om een ​​iets stabieler molecuul te vormen – een hypochloriet- of een hypobromietion – en blijft er moleculaire zuurstof achter. Omdat ze verre van inert zijn, reageert elk hypochloriet- en hypobromietion met een ander ozonmolecuul, waarbij deze keer twee zuurstofmoleculen worden gevormd en het chloor- of broomradicaal vrij blijft om het proces opnieuw te beginnen. Op deze manier kan een enkel chloor- of broomatoom duizenden ozonmoleculen omzetten in zuurstof.

CFK's, methylbromide en halonen

CFK's, methylbromide en halonen

Als chloor- of broomgas aan de oppervlakte zou vrijkomen, zouden geen van beide de stratosfeer bereiken; ze zouden verbindingen vormen lang voordat ze daar aankwamen. Chloor is echter een hoofdbestanddeel van twee klassen inerte gassen, chloorfluorkoolwaterstoffen of CFK's genoemd. Deze gassen migreren naar de bovenste lagen van de atmosfeer, waar de straling van de zon sterk genoeg is om de moleculen af ​​te breken en vrij chloor vrij te maken. Op dezelfde manier komt bij het uitstoten van methylbromide op grondniveau broom vrij in de stratosfeer. CFK's worden in de industrie op veel manieren gebruikt en methylbromide is een pesticide. Andere klassen ozonafbrekende gassen die broom bevatten, halonen genaamd, worden gebruikt in brandblussers en in de landbouw.

Beheersmaatregelen

Beheersmaatregelen

In februari 2013 hadden 197 landen ingestemd met de voorwaarden van het Montreal Protocol, een internationaal verdrag dat het gebruik van bepaalde CFK's en halonen controleert. Het verdrag gaat niet specifiek in op koolstoftetrachloride, 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 de uitstoot 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 reactief radicaal in de stratosfeer dat het extra zuurstofatoom uit ozon verwijdert.