Nøglegasser, der driver ozonnedbrydning:Årsager og virkning

Jupiterimages/Comstock/Getty Images

I den øvre del af Jordens stratosfære absorberer et tyndt lag af ozonmolekyler ultraviolet sollys, hvilket gør forholdene ved overfladen befordrende for levende væsener. Ozonlaget er tyndt - kun omkring tykkelsen af ​​to stablede pennies - og visse gasser interagerer med ozon for at forårsage en sæsonbestemt udtynding af laget. De fleste af de gasser, der er ansvarlige for disse ozonhuller, frigives som følge af menneskelig industriel eller landbrugsaktivitet.

Ozonlaget

Ozonlaget

Ilt udgør omkring 21 procent af jordens atmosfære, og hovedparten af det eksisterer som et stabilt molekyle bestående af to oxygenatomer. I den øvre stratosfære har sollys imidlertid energi nok til at opdele nogle af disse molekyler i frie oxygenatomer, der kan kombineres med de stabile oxygenmolekyler for at danne ozon - et molekyle, der består af tre oxygenatomer. De tre atomer skaber en konfiguration, der gør det muligt for molekylet at absorbere ultraviolet lys. Forskere mener, at ozonlaget blev dannet for omkring 600 millioner år siden, hvilket gjorde det muligt for organismer at dukke op fra havet og leve på land.

Effekter af klor og brom

Effekter af klor og brom

Klor og brom har lignende atomare strukturer, og de har begge evnen til at nedbryde ozonlaget. Når et enkelt atom af et af grundstofferne kommer i kontakt med et ozonmolekyle, fjerner det det ekstra oxygenatom for at danne et lidt mere stabilt molekyle - enten en hypochlorit- eller en hypobromition - og efterlade molekylær oxygen. Da de er langt fra inaktive, reagerer hver hypochlorit- og hypobromition med et andet ozonmolekyle, denne gang danner de to iltmolekyler og efterlader klor- eller bromardikalet frit til at begynde processen igen. På denne måde kan et enkelt klor- eller bromatom omdanne tusindvis af ozonmolekyler til oxygen.

CFC'er, methylbromid og haloner

CFC'er, methylbromid og haloner

Hvis klor- eller bromgas blev frigivet ved overfladen, ville ingen af dem komme til stratosfæren - de ville danne forbindelser længe før de kom dertil. Klor er dog en primær komponent i to klasser af inerte gasser, kaldet chlorfluorcarboner eller CFC'er. Disse gasser migrerer ind i den øvre atmosfære, hvor solens stråling er stærk nok til at bryde molekylerne ad og frigive frit klor. På samme måde frigives brom til stratosfæren ved at udstøde methylbromid ved jordoverfladen. CFC'er har mange anvendelsesmuligheder i industrien, og methylbromid er et pesticid. Andre klasser af ozonnedbrydende gasser, der indeholder brom, kaldet haloner, bruges i ildslukkere og landbrug.

Kontrolforanstaltninger

Kontrolforanstaltninger

Fra februar 2013 havde 197 lande accepteret betingelserne i Montreal-protokollen, en international traktat, der kontrollerer brugen af visse CFC'er og haloner. Traktaten omhandler ikke specifikt kulstoftetrachlorid, et andet ozonlagsnedbrydende stof, men da det bruges til fremstilling af CFC'er, som er blevet udfaset, er brugen af ​​det faldet. Traktaten omhandler heller ikke frigivelsen af ​​methylbromid eller dinitrogenoxid. Sidstnævnte er en anden ozonnedbrydende gas, der frigives i landbrug og landbrug. Ligesom CFC'er danner dinitrogenoxid et reaktivt radikal i stratosfæren, der fjerner det ekstra iltatom fra ozon.