I de övre delarna av jordens stratosfär absorberar ett tunt lager av ozonmolekyler ultraviolett solljus, vilket gör förhållandena vid ytan som bidrar till levande varelser. Ozonskiktet är tunt - endast om tjockleken på två staplade pennies - och vissa gaser interagerar med ozon för att orsaka en säsongsmässig uttining av skiktet. De flesta av de gaser som är ansvariga för dessa ozonhål frigörs som en följd av mänsklig industriell eller jordbruksaktivitet.

Ozonlagret

Syre bildar ungefär 21 procent av jordens atmosfär, och huvuddelen av som existerar som en stabil molekyl bestående av två syreatomer. I övre stratosfären har emellertid solljus tillräckligt med energi för att dela upp några av dessa molekyler i fria syreatomer som kan kombinera med de stabila syremolekylerna för att bilda ozon - en molekyl som består av tre syreatomer. De tre atomerna skapar en konfiguration som gör att molekylen kan absorbera ultraviolett ljus. Forskare tror att ozonskiktet bildades för 600 miljoner år sedan, vilket gav organismer att komma ut ur havet och leva på land.

Effekter av klor och brom

Klor och brom har liknande atomstrukturer, och de har båda förmågan att tömma ozonskiktet. När en enskild atom av något element kommer i kontakt med en ozonmolekyl, bandas den extra syreatomen för att bilda en något stabilare molekyl - antingen en hypoklorit eller en hypobromitjon - och lämnar molekylärt syre. Att vara långt ifrån inert, reagerar varje hypoklorit och hypobromitjon med en annan ozonmolekyl, den här tiden bildar två syremolekyler och lämnar klor- eller bromradikalen fri för att påbörja processen igen. På så sätt kan en enda klor- eller bromatom omvandla tusentals ozonmolekyler till syre.

CFC, metylbromid och haloner

Om klor eller bromgas släpptes vid ytan, skulle inte heller gör det till stratosfären - de skulle bilda föreningar långt innan de kom dit. Klor är dock en primär komponent i två klasser av inerta gaser, kallade klorfluorkolväten, eller CFC. Dessa gaser migrerar till den övre atmosfären, där solens strålning är tillräckligt stark för att bryta upp molekylerna och släppa ut fri klor. På samma sätt frigör metylbromid vid marknivå brom i stratosfären. CFC har många användningsområden inom industrin, och metylbromid är en bekämpningsmedel. Andra klasser av ozonnedbrytande gaser som innehåller brom, kallad haloner, används i brandsläckare och jordbruk.

Kontrollåtgärder

197 länder hade 1972 kommit överens om villkoren i Montreal-protokollet, ett internationellt avtal som styr användningen av vissa CFC och haloner. Fördraget behandlar inte specifikt koltetraklorid, ett annat ozonnedbrytande ämne, men eftersom det används vid tillverkning av CFC, som har fasats ut, har dess användning minskat. Fördraget behandlar inte heller frisättningen av metylbromid eller kväveoxid. Den senare är en annan ozonnedbrytande gas som släpps ut inom jordbruk och jordbruk. Liksom CFC, bildar kväveoxid en reaktiv radikal i stratosfären som avlägsnar den extra syreatomen från ozon.