Το όζον είναι ένα φυσικό ιχνοστοιχείο στην ατμόσφαιρα της Γης. Στην κάτω ατμόσφαιρα, το όζον βοηθά στην παγίδευση της θερμότητας για να διατηρήσει τη γη ζεστή. Στην ανώτερη ατμόσφαιρα, παίζει ακόμη πιο σημαντικό ρόλο φιλτράροντας τις βλαβερές υπεριώδεις ακτίνες (UV) από τον ήλιο. Η υπερβολική έκθεση στις ακτίνες UV καταστρέφει τα κύτταρα του δέρματος, προκαλεί καρκίνο και καταρράκτη και μπορεί να οδηγήσει σε εκφύλιση της ωχράς κηλίδας. Χωρίς ένα προστατευτικό στρώμα όζοντος, δεν θα υπήρχε ζωή στη γη όπως τη γνωρίζουμε. Για το λόγο αυτό, επιστήμονες και περιβαλλοντολόγοι σε όλο τον κόσμο ανησυχούσαν εξαιρετικά για να ανακαλύψουν μια μεγάλη τρύπα στο όζον πάνω από την Ανταρκτική.
Οι τεχνητές ενώσεις χλωροφθοράνθρακα (CFC), το χλώριο και το βρώμιο αποδίδονται στη δημιουργία της τρύπας στο όζον. Τα CFC, που χρησιμοποιούνται σε προϊόντα αερολύματος, κλιματιστικά και ψυκτικές μονάδες, απαγορεύτηκαν σε 108 χώρες τη δεκαετία του 1980. Ωστόσο, συνεχίζουν να απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα από παλαιότερα προϊόντα που εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται. Επιπλέον, οι ειδικοί εκτιμούν ότι περίπου το ήμισυ του βρωμίου στην ατμόσφαιρα προέρχεται από τον άνθρωπο, μαζί με σχεδόν όλο το χλώριο.
Τα CFC ανεβαίνουν στην ατμόσφαιρα και, μέσω της έκθεσης σε άλλες ενώσεις, του υπερβολικού κρύου και του ηλιακού φωτός, μετατρέπονται σε άτομα χλωρίου. Τα άτομα χλωρίου μετατρέπουν τα μόρια του όζοντος σε οξυγόνο. Το πρόβλημα εδώ είναι ότι το οξυγόνο, ενώ είναι καλό να αναπνέει στην κάτω ατμόσφαιρα, δεν φιλτράρει τις ακτίνες UV. Τα CFC «ανοίγουν ένα παράθυρο» στην προστατευτική μας ατμόσφαιρα. Αυτό το παράθυρο στο όζον χτίζεται πάνω από την Ανταρκτική.
Αυτή η απομακρυσμένη περιοχή μπορεί να φαίνεται σαν ένα περίεργο μέρος για μια τρύπα στο όζον. Η Ανταρκτική είναι ακατοίκητη από οποιονδήποτε μόνιμο άνθρωπο και παραμένει παρθένα. Γιατί δεν είναι η τρύπα πάνω από τις πολυπληθείς περιοχές όπου είναι γνωστό ότι οι εκπομπές CFC και άλλες εκπομπές θερμοκηπίου είναι υψηλές; Αποδεικνύεται ότι η απάντηση έχει να κάνει με την περιστροφή της γης και άλλους κλιματολογικούς παράγοντες.
Πρώτον, η περιστρεφόμενη κίνηση της γης διασφαλίζει ότι όλα τα αέρια ή οι εκπομπές που εκλύονται στον αέρα, είτε φυσικά είτε ανθρωπογενή, εξαπλώνονται λίγο πολύ ομοιόμορφα σε όλη την τροπόσφαιρα, ή χαμηλότερη ατμόσφαιρα, σε διάστημα περίπου ενός έτους. Σύμφωνα με την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA), τότε χρειάζονται από δύο έως πέντε χρόνια για να εξαπλωθούν αυτά τα αέρια μέσα και σε όλη τη στρατόσφαιρα ή την ανώτερη ατμόσφαιρα. Από εδώ, το κλίμα παίζει ρόλο στην μεταβαλλόμενη χημεία των CFC και το ρόλο τους στη δημιουργία της τρύπας στο όζον.
Το χειμώνα, ο κεκλιμένος άξονας της γης εμποδίζει το φως του ήλιου να λάμπει στο Νότιο Πόλο. Αυτό προκαλεί πτώση των θερμοκρασιών στην ατμόσφαιρα πάνω από την Ανταρκτική έως -108 ° Φαρενάιτ (-78 ° Κελσίου). Ο δροσερός αέρας που κατεβαίνει από τον Νότιο Πόλο δημιουργεί μια «χειμωνιάτικη δίνη» από κυκλοφορούντες ανέμους στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη πάνω από την Ανταρκτική, λειτουργώντας σαν μια τεράστια δίνη. Αυτό κόβει αποτελεσματικά το όζον πάνω από την Ανταρκτική από το να αναμειχθεί με τη μεγαλύτερη ατμοσφαιρική λίμνη του πλανήτη.
Καθώς οι θερμοκρασίες συνεχίζουν να μειώνονται τον ηλιόλουστο χειμώνα, τα Πολικά Στρατοσφαιρικά Σύννεφα (PSC), ή σύννεφα παγοκρυστάλλων νιτρικού οξέος, αρχίζουν να σχηματίζονται πάνω από την Ανταρκτική. Οι ενώσεις CFC συλλέγονται σε αυτούς τους κρυστάλλους πάγου, σε συνδυασμό με τις ενώσεις νιτρικού οξέος που μετατρέπουν τα CFC σε πιο ενεργές μορφές χλωρίου. Αυτές οι ενώσεις δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της μακράς χειμερινής περιόδου.
Όταν έρχεται η άνοιξη και το φως του ήλιου χτυπά τα σύννεφα, η υπεριώδης ακτινοβολία διασπά τη μητρική οδό των μορίων χλωρίου σε εξαιρετικά ενεργά άτομα χλωρίου. Κάθε μεμονωμένο άτομο χλωρίου μπορεί να καταστρέψει μια τεράστια ποσότητα μορίων όζοντος, μετατρέποντάς τα σε οξυγόνο. Το αποτέλεσμα είναι μια φυγή που τρώει τα προστατευτικά αέρια, δημιουργώντας μια τεράστια τρύπα στο όζον.
Κάθε χρόνο, οι επιστήμονες παρακολουθούν την τρύπα καθώς επεκτείνεται και συστέλλεται εποχιακά. Το 2005, η τρύπα στο όζον είχε έκταση 10 εκατομμύρια τετραγωνικά μίλια (25,899,881 τετραγωνικά χιλιόμετρα), ή περίπου τρεις φορές το μέγεθος των Ηνωμένων Πολιτειών. Μόνο το έτος 2003 κέρδισε αυτό το αμφίβολο ρεκόρ, με μια τρύπα που είχε μήκος 11 εκατομμύρια μίλια.
Καθώς οι εποχές αλλάζουν και η δίνη υποχωρεί, η ανώτερη περιοχή παύει να απομονώνεται, οι θερμοκρασίες αυξάνονται και το άνοιγμα στο όζον συρρικνώνεται. Ωστόσο, οι επιστήμονες πιστεύουν τώρα ότι η τρύπα μπορεί να μην επιδιορθωθεί πλήρως μέχρι το έτος 2065. Το λιγότερο κατεστραμμένο όζον πάνω από τον Βόρειο Πόλο αναμένεται να επουλωθεί έως το 2040 περίπου.
Ενώ μπορεί να είναι ενθαρρυντικό το ότι έχουμε μια προγνωστική κλίμακα για την ανάκτηση της τρύπας στο όζον, υπάρχει μια άλλη ανησυχία. Η καταστροφή του όζοντος λαμβάνει χώρα με ρυθμό μερικών τοις εκατό ετησίως, πιο αισθητά στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη του πλανήτη. Ενώ οι επιστήμονες αγωνίζονται να κατανοήσουν αυτό το φαινόμενο, οι άνθρωποι κινδυνεύουν από αυξημένα περιστατικά καρκίνου λόγω της μεγαλύτερης έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία, τόσο μέσω μιας λεπτότερης προστατευτικής ατμοσφαιρικής κουβέρτας όσο και λόγω της τρύπας του όζοντος. Αυτές οι περίπλοκες συνθήκες σχετίζονται επίσης στενά με την υπερθέρμανση του πλανήτη.