Солнце излучает электромагнитные волны разной длины: видимый свет (400—740 нм), а также невидимое че­ловеческим глазом инфракрасное, сокращённо ИК (740 нм — 1 мм), и ультрафиолетовое, или УФ (10— 400 нм), излучение.

Ультрафиолетовые волны обла­дают энергией, достаточной для раз­рыва некоторых химических связей. В атмосфере коротковолновое, так называемое жёсткое УФ-излучение (с длиной волны меньше 242 нм) вы­зывает диссоциацию молекул О₂:

О₂ ®^hv2О. Атомы кислорода могут присоединяться к другим молекулам О₂, и тогда образуется озон: О+О₂=О₃.

Озон тоже способен поглощать УФ-излучение, только с большей дли­ной волны (220—350 нм). При этом  он распадается на атомарный кисло­род и О₂. Таким образом, поглощая УФ-лучи, кислород и озон не пропус­кают их к поверхности Земли.

Реакции образования и разложе­ния озона протекают в основном на высоте 20—30 км. Эта часть атмосфе­ры получила название озонового слоя. Ниже озонового слоя жёсткие УФ-лучи почти не проходят.

В 1985 г. в английском журнале «Nature» («Природа») была опублико­вана статья группы сотрудников Бри­танской антарктической службы, в которой говорилось, что начиная с 1977 г. в небе над Антарктидой наблюдалось сезонное снижение концент­рации озона. Происходило оно неза­долго до окончания антарктической полярной ночи. Так мир впервые узнал об озоновой дыре. Дальнейшие наблюдения привели к неутешитель­ному результату: из года в год озоно­вая дыра разрасталась, и слой озона в ней становился всё тоньше и тоньше.

Молекула озона весьма неустойчи­ва. Столкнувшись с радикалом (т. е. частицей, содержащей неспаренный электрон), она теряет атом кислоро­да, превращаясь в молекулу О₂: О₃+R^•=О₂+RO^•. Частицы RO^• реагиру­ют с атомарным кислородом, образуя молекулу О₂ и исходный радикал: RO^•+^•О^•=R^•+О₂. Высвободившийся радикал R^• разрушает следующую мо­лекулу озона и т. д. Таким образом, свободные радикалы оказываются ка­тализаторами разрушения озона.

Существуют по меньшей мере три радикала, реагирующих с атмосфер­ным озоном: ^•ОН, ^•NO, Сl^•. Учёные ведут споры о роли этих частиц в раз­рушении озонового слоя и о причи­нах их образования!

Наиболее распространена точка зрения, согласно которой главные ви­новники появления озоновой дыры — радикалы хлора. Один атом хлора способен разрушить несколько тысяч молекул озона. Основным же источни­ком этих радикалов в атмосфере счи­тают фреоны — соединения углерода с фтором и хлором (например, фре­он-11 CFCl₃ и фреон-12 CF₂Cl₂). Эти ве­щества нетоксичны и химически инертны и потому нашли широкое применение в качестве хладагентов, вспенивателей пластмасс, сжатого га­за в аэрозольных баллончиках и т. д. Однако благодаря своей устойчивости фреоны, оказавшись в атмосфере, со временем достигли озонового слоя. Под действием мощного УФ-излучения в молекулах фреонов происходит разрыв связи С—Cl, так и образуется атомарный хлор. Данный механизм был описан ещё в 1974 г., т. е. за десять лет до обнаружения озоновой дыры.

На вопрос, почему озоновая дыра возникла именно над Антарктидой, ответить оказалось проще. Вокруг Ан­тарктиды закручен вихрь западных ветров, который зимой фактически изолирует воздушные массы конти­нента от остальной планеты. Поэто­му полярной ночью, когда образова­ния озона не происходит, разрушение озонового слоя идёт полным ходом.

Проблема сохранения озонового слоя озаботила весь мир. И в 1987 г. правительства развитых стран подпи­сали «Монреальский протокол по ве­ществам, разрушающим озоновый