Περιεχόμενο
Στις ανώτερες περιοχές της στρατόσφαιρας της Γης, ένα λεπτό στρώμα μορίων όζοντος απορροφά το υπεριώδες ηλιακό φως, δημιουργώντας συνθήκες στην επιφάνεια που ευνοούν τα ζωντανά όντα. Το στρώμα του όζοντος είναι λεπτό - μόνο για το πάχος των δύο στοιβαγμένων πένων - και ορισμένα αέρια αλληλεπιδρούν με το όζον για να προκαλέσουν εποχιακή αραίωση του στρώματος. Τα περισσότερα από τα αέρια που ευθύνονται για αυτές τις οπές του όζοντος απελευθερώνονται ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης βιομηχανικής ή γεωργικής δραστηριότητας.
Το στρώμα του όζοντος
Το οξυγόνο σχηματίζει περίπου το 21 τοις εκατό της ατμόσφαιρας της γης και ο όγκος του υπάρχει ως σταθερό μόριο που αποτελείται από δύο άτομα οξυγόνου. Στην ανώτερη στρατόσφαιρα, όμως, το φως του ήλιου έχει αρκετή ενέργεια για να χωρίσει μερικά από αυτά τα μόρια σε ελεύθερα άτομα οξυγόνου που μπορούν να συνδυαστούν με τα σταθερά μόρια οξυγόνου για να σχηματίσουν όζον - ένα μόριο που αποτελείται από τρία άτομα οξυγόνου. Τα τρία άτομα δημιουργούν μια διαμόρφωση που επιτρέπει στο μόριο να απορροφά το υπεριώδες φως. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το στρώμα του όζοντος σχηματίστηκε περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια πριν, επιτρέποντας στους οργανισμούς να βγουν από τη θάλασσα και να ζήσουν στη γη.
Επιδράσεις χλωρίου και βρωμίου
Το χλώριο και το βρώμιο έχουν παρόμοιες ατομικές δομές και οι δύο έχουν την ικανότητα να καταστρέφουν τη στιβάδα του όζοντος. Όταν ένα μόνο άτομο κάθε στοιχείου έρχεται σε επαφή με ένα μόριο όζοντος, λουρίζει το επιπλέον άτομο οξυγόνου για να σχηματίσει ένα ελαφρώς πιο σταθερό μόριο - είτε υποχλωριώδες είτε υποβρωμιτικό ιόν - και αφήνει μοριακό οξυγόνο. Όντας μακριά από αδρανή, κάθε υποχλωριώδες και υποβρωμιτικό ιόν αντιδρά με άλλο μόριο όζοντος, σχηματίζοντας δύο μόρια οξυγόνου και αφήνοντας ελεύθερη τη ρίζα χλωρίου ή βρωμίου για να ξεκινήσει ξανά η διαδικασία. Με αυτό τον τρόπο, ένα απλό άτομο χλωρίου ή βρωμίου μπορεί να μετατρέψει χιλιάδες μόρια όζοντος σε οξυγόνο.
CFCs, βρωμιούχο μεθύλιο και χαλόνια
Εάν αέριο χλώριο ή βρώμιο απελευθερώθηκαν στην επιφάνεια, ούτε θα έφταναν στη στρατόσφαιρα - θα σχηματίσουν ενώσεις πολύ πριν φτάσουν εκεί. Ωστόσο, το χλώριο είναι ένα κύριο συστατικό δύο κατηγοριών αδρανών αερίων, που ονομάζονται χλωροφθοράνθρακες ή CFCs. Αυτά τα αέρια μεταναστεύουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, όπου η ηλιακή ακτινοβολία είναι αρκετά δυνατή ώστε να σπάσει τα μόρια και να απελευθερώσει ελεύθερο χλώριο. Με τον ίδιο τρόπο, η αποβολή του μεθυλοβρωμιδίου στο επίπεδο του εδάφους απελευθερώνει βρώμιο στη στρατόσφαιρα. Οι χλωροφθοράνθρακες έχουν πολλές χρήσεις στη βιομηχανία και το μεθυλοβρωμίδιο είναι ένα παρασιτοκτόνο. Άλλες κατηγορίες αερίων που καταστρέφουν το όζον που περιέχουν βρώμιο, που ονομάζονται halons, χρησιμοποιούνται σε πυροσβεστήρες και γεωργία.
Μετρα ελεγχου
Από τον Φεβρουάριο του 2013, 197 χώρες συμφώνησαν με τους όρους του Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ, μιας διεθνούς συνθήκης που ελέγχει τη χρήση ορισμένων CFC και halons. Η συνθήκη δεν αφορά ειδικά το τετραχλωράνθρακα, άλλη ουσία που καταστρέφει τη στιβάδα του όζοντος, αλλά δεδομένου ότι χρησιμοποιείται στην παρασκευή χλωροφθορανθράκων, οι οποίες έχουν καταργηθεί σταδιακά, η χρήση τους έχει μειωθεί. Η συνθήκη επίσης δεν αντιμετωπίζει την απελευθέρωση του μεθυλοβρωμιδίου ή του υποξειδίου του αζώτου. Το τελευταίο είναι άλλο αέριο που καταστρέφει τη στιβάδα του όζοντος που απελευθερώνεται στη γεωργία και τη γεωργία. Όπως τα CFCs, το νιτρώδες οξείδιο σχηματίζει μια αντιδραστική ρίζα στη στρατόσφαιρα που λωρίζει το επιπλέον άτομο οξυγόνου από το όζον.