Innehåll
I de övre delarna av jordens stratosfär absorberar ett tunt lager ozonmolekyler ultraviolett solljus, vilket gör att förhållandena på ytan bidrar till levande varelser. Ozonskiktet är tunt - bara ungefär tjockleken på två staplade pennies - och vissa gaser interagerar med ozon för att orsaka en säsongsmässig tunnning av skiktet. De flesta gaser som är ansvariga för dessa ozonhål frigörs till följd av mänsklig industriell eller jordbruksaktivitet.
Ozonskiktet
Syre bildar cirka 21 procent av jordatmosfären, och huvuddelen av detta finns som en stabil molekyl bestående av två syreatomer. I den övre stratosfären har emellertid solljus tillräckligt med energi för att dela upp några av dessa molekyler i 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 tillåter organismer att komma ut från havet och leva på land.
Effekter av klor och brom
Klor och brom har liknande atomstrukturer, och båda har förmågan att tömma ozonskiktet. När en enda atom av båda elementen kommer i kontakt med en ozonmolekyl, remsar den den extra syrgasatomen för att bilda en något mer stabil molekyl - antingen en hypoklorit eller en hypobromitjon - och lämnar molekylärt syre. Eftersom det är långt ifrån inert reagerar varje hypoklorit och hypobromite-jon med en annan ozonmolekyl, denna gång bildar två syremolekyler och lämnar klor- eller bromradikalen fritt för att starta processen igen. På detta sätt kan en enda klor- eller bromatom omvandla tusentals ozonmolekyler till syre.
CFC: er, metylbromid och haloner
Om klor eller bromgas släpptes vid ytan, varken skulle komma till stratosfären - de skulle bilda föreningar långt innan de kom dit. Klor är emellertid en primär komponent i två klasser av inerta gaser, kallad klorfluorkolväten eller CFC. Dessa gaser migrerar in i den övre atmosfären, där solens strålning är tillräckligt stark för att bryta isär molekylerna och släppa fritt klor. På samma sätt släpper man ut metylbromid på marknivå brom i stratosfären. CFC: er 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
Från februari 2013 hade 197 länder gått med på villkoren i Montrealprotokollet, ett internationellt fördrag som kontrollerar användningen av vissa CFC: er 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. Det senare är en annan ozonnedbrytande gas som släpps ut inom jordbruk och jordbruk. Liksom CFC: er bildar kväveoxid en reaktiv radikal i stratosfären som avlägsnar den extra syreatomen från ozon.