Stratul de ozon al Pământului protejează toate organismele vii față de efectele dăunătoare ale radiației solare, însă activitățile umane au afectat acest scut protector. O mai puțină protecție împotriva luminii ultraviolete (UV) duce la afectarea recoltelor și creșterea incidenței cancerelor de piele și cataractei.
I. Stratul de ozon
Atmosfera Pământului este formată din mai multe straturi. Stratul inferior, troposfera, se întinde de la suprafața solului până la o altitudine de 10 km. Toate activitățile umane se desfășoară în troposferă. Muntele Everest, cel mai înalt munte de pe planetă, are o altitudine de aproape 9 km.
Următorul strat, stratosfera, continuă de la 10 km altitudine până la aproximativ 50 km. Majoritatea avioanelor comerciale zboară în partea inferioară a stratosferei.
Cea mai mare parte a ozonului atmosferic este concentrată într-un strat din stratosferă situat la 15-30 km deasupra scoarței terestre. Ozonul este o moleculă care conține trei atomi de oxigen. În orice moment, moleculele de ozon se formează și sunt distruse în mod constant în stratosferă. Cantitatea totală de ozon s-a menținut relativ stabilă în deceniile în care a fost măsurată.
Stratul de ozon din stratosferă absoarbe o parte a radiațiilor emise de Soare, împiedicându-le să ajungă la suprafața planetei. Cel mai important, absoarbe porțiunea din lumina ultravioletă numită UVB (radiație ultravioletă cu lungime de undă de 280-320 de nanometri, care afectează ADN-ul). UVB prezintă numeroase efecte vătămătoare, inclusiv cancere de piele, cataractă și afectarea unor recolte sau a vieții marine.
Oamenii de știință dețin măsurători care se întind pe mai multe decenii și care detaliază nivelurile normale de ozon în cursul ciclurilor naturale. Concentrațiile de ozon din atmosferă variază în mod natural, în funcție de petele solare, anotimpuri și latitudine. Aceste procese sunt bine înțelese și predictibile. Fiecare reducere pe cale naturală a nivelurilor de ozon a fost urmată de o perioadă de refacere. Însă, începând cu anii 1970, dovezile științifice au arătat că stratul de ozon se epuiza mult dincolo de procesele naturale.
II. Epuizarea stratului de ozon
Atunci când atomii de clor și brom intră în contact cu ozonul din stratosferă, ei distrug moleculele de ozon. Un singur atom de clor poate distruge 100.000 de molecule de ozon înainte de a fi înlăturat din stratosferă. Ozonul poate fi distrus mai repede decât poate fi creat pe cale naturală.
Unii compuși eliberează clor sau brom atunci când sunt expuși la lumina UV intensă din stratosferă. Acești compuși contribuie la epuizarea stratului de ozon și sunt numite substanțe care epuizează stratul de ozon (ODS). ODS care eliberează clor includ clorofluorocarburile (CFC), hidroclorofluorocarburile (HCFC), tetraclorura de carbon și metil-cloroformul. ODS care eliberează brom includ halonii și bromura de metil.
Deși substanțele care epuizează stratul de ozon sunt emise la suprafața Pământului, ele sunt transportate în stratosferă printr-un proces care poate dura și cinci ani.
În anii 1970, îngrijorările privind efectele ODS asupra stratului de ozon din stratosferă au determinat unele țări, printre care și Statele Unite ale Americii, să interzică utilizarea clorofluorocarburilor (CFC) ca aerosoli propulsori. Totuși, producția mondială de CFC și alte ODS a continuat să crească rapid, deoarece aceste chimicale și-au găsit noi utilizări în refrigerare, stingerea incendiilor și izolarea cu spumă.
Unele procese naturale, cum sunt erupțiile vulcanice mari, pot avea efecte indirecte asupra nivelurilor de ozon. De exemplu, erupția Muntelui Pinatubo din 1991 nu a crescut concentrațiile de clor din stratosferă, însă a produs cantități mari de particule minuscule numite aerosoli (diferite de produsele de larg consum cunoscute și sub denumirea de aerosoli). Acești aerosoli au crescut eficiența clorului de a distruge moleculele de ozon. Aerosolii din stratosferă creează o suprafață pe care clorul din CFC poate distruge ozonul. Totuși, efectul vulcanilor este de scurtă durată.
Nu toate sursele de clor și brom contribuie la epuizarea stratului de ozon. De exemplu, cercetătorii au constatat că clorul din piscine, instalații industriale, sarea marină și vulcani nu ajunge în stratosferă. În schimb, ODS sunt foarte stabile și nu se dizolvă în apa de ploaie. Așadar, nu există un proces natural care să înlăture din atmosfera inferioară substanțele care epuizează stratul de ozon.
Un exemplu al epuizării stratului de ozon îl constituie ”gaura” anuală din stratul de ozon de deasupra Antarcticii, care apare în fiecare primăvară încă din anii 1980. De fapt, nu este vorba despre o gaură adevărată în stratul de ozon, ci despre o zonă extinsă în care nivelurile de ozon sunt foarte reduse.
Epuizarea stratului de ozon nu este limitată doar la nivelul regiunii Polului Sud. Studiile au arătat că epuizarea ozonului apare și la latitudini care includ America de Nord, Europa, Asia și o mare parte a Africii, Australiei și Americii de Sud.