Negli strati superiori della stratosfera terrestre, un sottile strato di molecole di ozono assorbe la luce solare ultravioletta, rendendo le condizioni sulla superficie favorevoli agli esseri viventi. Lo strato di ozono è sottile (solo lo spessore di due penny sovrapposti) e alcuni gas interagiscono con l'ozono per provocare un assottigliamento stagionale dello strato. La maggior parte dei gas responsabili di questi buchi di ozono vengono rilasciati a seguito dell'attività industriale o agricola umana.

Lo strato di ozono

L'ossigeno forma circa il 21% dell'atmosfera terrestre e la maggior parte esiste come una molecola stabile composta da due atomi di ossigeno. Nella stratosfera superiore, tuttavia, la luce solare ha abbastanza energia per dividere alcune di queste molecole in atomi di ossigeno liberi che possono combinarsi con le molecole di ossigeno stabili per formare l'ozono - una molecola composta da tre atomi di ossigeno. I tre atomi creano una configurazione che consente alla molecola di assorbire la luce ultravioletta. Gli scienziati ritengono che lo strato di ozono si sia formato circa 600 milioni di anni fa, permettendo agli organismi di emergere dal mare e vivere sulla terra.

Effetti del cloro e del bromo

Cloro e bromo hanno strutture atomiche simili, ed entrambi hanno la capacità di esaurire lo strato di ozono. Quando un singolo atomo di entrambi gli elementi entra in contatto con una molecola di ozono, elimina l'atomo di ossigeno in eccesso per formare una molecola leggermente più stabile - o un ipoclorito o uno ione ipobromita - e lascia ossigeno molecolare. Essendo lontani dall'inerte, ogni ione ipoclorito e ipobromite reagisce con un'altra molecola di ozono, formando questa volta due molecole di ossigeno e lasciando libero il cloro o il radicale di bromo per ricominciare il processo. In questo modo, un singolo atomo di cloro o di bromo può convertire migliaia di molecole di ozono in ossigeno.

CFC, metilbromuro e halon

Se il cloro o il bromo venissero rilasciati in superficie, nessuno dei due Raggiungi la stratosfera - formerebbero composti molto prima che arrivassero là. Tuttavia, il cloro è un componente primario di due classi di gas inerti, chiamati clorofluorocarburi o CFC. Questi gas migrano nell'atmosfera superiore, dove la radiazione solare è abbastanza forte da rompere le molecole e rilasciare il cloro libero. Allo stesso modo, l'espulsione del bromuro di metile a livello del suolo rilascia il bromo nella stratosfera. I CFC hanno molti usi nell'industria e il bromuro di metile è un pesticida. Altre classi di gas che riducono l'ozono che contengono bromo, chiamati halon, sono usati negli estintori e nell'agricoltura.

Misure di controllo

A febbraio 2013, 197 paesi avevano accettato i termini del Protocollo di Montreal, un trattato internazionale che controlla l'uso di alcuni CFC e halon. Il trattato non riguarda specificamente il tetracloruro di carbonio, un'altra sostanza che impoverisce l'ozono, ma dal momento che è utilizzato nella fabbricazione di CFC, che sono stati gradualmente eliminati, il suo uso è diminuito. Il trattato inoltre non affronta il rilascio di bromuro di metile o di protossido di azoto. Quest'ultimo è un altro gas che impoverisce l'ozono rilasciato nell'agricoltura e nell'agricoltura. Come i CFC, il protossido di azoto forma un radicale reattivo nella stratosfera che estrae l'atomo di ossigeno extra dall'ozono.