Jupiterimages/Comstock/Getty Images
I de övre delarna av jordens stratosfär absorberar ett tunt lager av ozonmolekyler ultraviolett solljus, vilket gör förhållandena på ytan gynnsamma för levande varelser. Ozonskiktet är tunt - bara ungefär lika tjock som två staplade pennies - och vissa gaser interagerar med ozon för att orsaka en säsongsmässig uttunning av skiktet. De flesta av de gaser som är ansvariga för dessa ozonhål släpps ut som ett resultat av mänsklig industriell eller jordbruksaktivitet.
Syre utgör cirka 21 procent av jordens atmosfär, och huvuddelen av det existerar som en stabil molekyl bestående av två syreatomer. I den övre stratosfären har dock solljus tillräckligt med energi för att dela upp några av dessa molekyler till fria syreatomer som kan kombineras med de stabila syremolekylerna för att bilda ozon - en molekyl som består av tre syreatomer. De tre atomerna skapar en konfiguration som gör det möjligt för molekylen att absorbera ultraviolett ljus. Forskare tror att ozonskiktet bildades för cirka 600 miljoner år sedan, vilket gjorde att organismer kunde komma upp ur havet och leva på land.
Klor och brom har liknande atomstrukturer, och de har båda förmågan att bryta ner ozonskiktet. När en enda atom av något av grundämnena kommer i kontakt med en ozonmolekyl, tar den bort den extra syreatomen för att bilda en något mer stabil molekyl - antingen en hypoklorit eller en hypobromitjon - och lämnar molekylärt syre. Eftersom de är långt ifrån inerta, reagerar varje hypoklorit och hypobromitjon med en annan ozonmolekyl, denna gång bildar två syremolekyler och lämnar klor- eller bromardikalen fri för att börja processen igen. På så sätt kan en enda klor- eller bromatom omvandla tusentals ozonmolekyler till syre.
Om klor eller brom gas släpptes vid ytan, skulle ingen av dem ta sig till stratosfären - de skulle bilda föreningar långt innan de kom dit. Men klor är en primär komponent i två klasser av inerta gaser, kallade klorfluorkolväten eller CFC. Dessa gaser vandrar in i den övre atmosfären, där solens strålning är tillräckligt stark för att bryta isär molekylerna och frigöra fritt klor. På samma sätt frigörs brom i stratosfären vid utdrivning av metylbromid på marknivå. CFC har många användningsområden inom industrin, och metylbromid är ett bekämpningsmedel. Andra klasser av ozonnedbrytande gaser som innehåller brom, kallade haloner, används i brandsläckare och jordbruk.
I februari 2013 hade 197 länder gått med på villkoren i Montrealprotokollet, ett internationellt fördrag som kontrollerar användningen av vissa CFC och haloner. Fördraget tar inte specifikt upp koltetraklorid, ett annat ozonnedbrytande ämne, men eftersom det används vid tillverkning av CFC, som har fasats ut, har användningen minskat. Fördraget tar inte heller upp utsläpp av metylbromid eller dikväveoxid. Den senare är en annan ozonnedbrytande gas som släpps ut inom jordbruk och jordbruk. Liksom CFC, bildar dikväveoxid en reaktiv radikal i stratosfären som tar bort den extra syreatomen från ozon.
