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Nella parte superiore della stratosfera terrestre, un sottile strato di molecole di ozono assorbe la luce solare ultravioletta, rendendo le condizioni in superficie favorevoli agli esseri viventi. Lo strato di ozono è sottile - solo circa lo spessore di due penny impilati - e alcuni gas interagiscono con l'ozono per causare un assottigliamento stagionale dello strato. La maggior parte dei gas responsabili di questi buchi di ozono vengono rilasciati a seguito dell'attività umana industriale o agricola.
Lo strato di ozono
L'ossigeno forma circa il 21 percento dell'atmosfera terrestre, e la maggior parte di ciò esiste come una molecola stabile costituita 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, consentendo agli organismi di emergere dal mare e vivere sulla terra.
Effetti di cloro e bromo
Il cloro e il bromo hanno strutture atomiche simili ed entrambi hanno la capacità di impoverire lo strato di ozono. Quando un singolo atomo di uno dei due elementi viene in contatto con una molecola di ozono, spoglia l'atomo di ossigeno in più per formare una molecola leggermente più stabile - un ione ipoclorito o uno ipobromite - e lasciare ossigeno molecolare. Essendo tutt'altro che inerte, ogni ione ipoclorito e ipobromite reagisce con un'altra molecola di ozono, questa volta formando due molecole di ossigeno e lasciando liberi il cloro o il radicale bromo per ricominciare il processo. In questo modo, un singolo atomo di cloro o bromo può convertire migliaia di molecole di ozono in ossigeno.
CFC, bromuro di metile e halon
Se il cloro o il gas di bromo venissero rilasciati in superficie, nessuno dei due raggiungerebbe la stratosfera - formerebbero composti molto prima che arrivassero lì. 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 spezzare le molecole e rilasciare 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 lo strato di ozono che contengono bromo, chiamate halon, sono utilizzate negli estintori e nell'agricoltura.
Misure di controllo
A febbraio 2013, 197 paesi avevano concordato 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 lo strato di ozono, ma dal momento che è utilizzato nella produzione di CFC, che sono stati gradualmente eliminati, il suo uso è diminuito. Il trattato inoltre non riguarda il rilascio di bromuro di metile o protossido di azoto. Quest'ultimo è un altro gas che esaurisce l'ozono rilasciato in agricoltura e agricoltura. Come i CFC, il protossido di azoto forma un radicale reattivo nella stratosfera che spoglia l'atomo di ossigeno extra dall'ozono.