תוֹכֶן
בחלק התחתון העליון של שכבת האדמה של כדור הארץ, שכבה דקה של מולקולות אוזון סופגת אור שמש אולטרה סגול, מה שהופך תנאים על פני השטח לתורמים ליצורים חיים. שכבת האוזון דקה - בערך בעובי של שני פרוטות מוערמות - וגזים מסוימים מקיימים אינטראקציה עם האוזון וגורמים לדילול עונתי של השכבה. מרבית הגזים האחראים לחורי האוזון הללו משתחררים כתוצאה מפעילות תעשייתית או חקלאית אנושית.
שכבת האוזון
חמצן מהווה כ 21 אחוז מהאטמוספרה הארצית, וחלקו הגדול קיים כמולקולה יציבה המורכבת משני אטומי חמצן. עם זאת, בסטרטוספרה העליונה יש לאור שמש מספיק אנרגיה כדי לפצל חלק ממולקולות אלה לאטומי חמצן חופשיים שיכולים להשתלב עם מולקולות החמצן היציבות ליצירת אוזון - מולקולה המורכבת משלושה אטומי חמצן. שלושת האטומים יוצרים תצורה המאפשרת למולקולה לקלוט אור אולטרה סגול. מדענים מאמינים ששכבת האוזון נוצרה לפני כ- 600 מיליון שנה, ומאפשרת לאורגניזמים לצאת מהים ולחיות ביבשה.
השפעות של כלור וברום
לכלור וברום יש מבנים אטומיים דומים, ולשניהם יש את היכולת להתרוקן משכבת האוזון. כאשר אטום בודד של כל אחד מהאלמנטים בא במגע עם מולקולת אוזון, הוא מפשיר את אטום החמצן הנוסף ויוצר מולקולה מעט יציבה יותר - או היפוכלוריט או יון היברוברייט - ומשאיר חמצן מולקולרי. בהיותו רחוק מלהיות אינרטי, כל היפוכלוריט ויון היפוברומיט מגיב עם מולקולת אוזון אחרת, והפעם יוצרים שתי מולקולות חמצן ומשאירים את רדיקל הכלור או הברום חופשי להתחיל את התהליך מחדש. בדרך זו אטום כלור או ברום בודד יכול להמיר אלפי מולקולות אוזון לחמצן.
CFCs, מתיל ברומיד והלונים
אם שוחרר גז כלור או ברום על פני השטח, אף אחד מהם לא היה מגיע לסטרטוספרה - הם היו יוצרים תרכובות הרבה לפני שהגיעו לשם. עם זאת, כלור הוא מרכיב ראשוני בשתי סוגים של גזים אינרטים, המכונים כלור פלואורו פחמימנים, או CFC. גזים אלה נודדים לאטמוספירה העליונה, שם קרינת השמש חזקה מספיק כדי לפרק את המולקולות ולשחרר כלור חופשי. באותו אופן, גירוש מתיל ברומיד בגובה הקרקע משחרר ברום לסטרטוספרה. ל- CFC יש שימושים רבים בתעשייה, ומתיל ברומיד הוא חומר הדברה. כיתות אחרות של גזים מתכלים אוזון המכילות ברום, המכונות הלונים, משמשות בכיבוי אש וחקלאות.
אמצעי בקרה
החל מפברואר 2013, 197 מדינות הסכימו לתנאי פרוטוקול מונטריאול, אמנה בינלאומית השולטת בשימוש במועצות CFC מסוימות והלונים. האמנה אינה מתייחסת באופן ספציפי לטטרכלוריד פחמן, חומר נוסף המוזרל אוזון, אך מכיוון שהוא משמש לייצור CFCs, שהושלגו, הוחל השימוש בו. האמנה אינה מתייחסת לשחרור מתיל ברומיד או תחמוצת החנקן. האחרון הוא עוד גז מדלדול אוזון המשתחרר בחקלאות ובחקלאות. בדומה ל- CFC, גם תחמוצת החנקן מהווה רדיקל תגובתי בסטרטוספרה שמפשט את אטום החמצן הנוסף מהאוזון.