Nel XV canto dell’Iliade, Omero racconta che il temporale lascia dietro di sé un caratteristico odore pungente. Nel 1786 la presenza di un odore pungente in vicinanze di macchine elettrostatiche fu confermata e riconosciuta come dovuta a un gas “nuovo” entrato a far parte della miscela di gas chiamata aria. Gli fu dato il nome di “ozono” dal verbo “odorare” in greco.

La vera natura dell’ozono fu tuttavia accertata soltanto nel 1863. la sua formula chimica è O3 e il suo peso molecolare 48. E’ presente in elevate concentrazioni nella stratosfera. Le prime analisi quantitative del contenuto di ozono atmosferico furono effettuate nel 1921. L’importanza dell’ozono sul clima fu messa in evidenza nel 1926. La prima misurazione della distribuzione verticale dell’ozono stratosferico fu effettuata nel 1931.

 La stratosfera terrestre contiene una concentrazione relativamente alta di ozono, un gas costituito da tre atomi di ossigeno (O3) e che rappresenta un vero e proprio schermo nei confronti delle pericolose radiazioni ultraviolette (raggi UV) provenienti dal sole. Ogni anno, durante la primavera dell’emisfero australe, la concentrazione dell’ozono stratosferico nell’area situata in prossimità del Polo Sud diminuisce a causa di variazioni naturali. Purtroppo, a causa degli inquinanti rilasciati in atmosfera, sin dalla metà degli anni settanta questa periodica diminuzione è diventata sempre più grande, tanto da indurre a parlare del fenomeno come del “buco dell’ozono”. Recentemente si è comunque individuato un assottigliamento della fascia di ozono anche in una piccola zona al polo Nord, sopra il Mare Artico, fatto che potrebbe preludere alla formazione di un altro buco dalla parte opposta. In effetti il fenomeno non rappresenta nient’altro che l’aspetto più evidente della generale e graduale diminuzione dell’ozono nella stratosfera. Il problema è estremamente importante in quanto una riduzione dell’effetto schermante dell’ozono comporta un conseguente aumento dei raggi UV che giungono sulla superficie della Terra. Nell’uomo l’eccessiva esposizione a questi raggi è correlata ad un aumento del rischio di cancro della pelle, generato a seguito delle mutazioni indotte nel DNA delle cellule epiteliali. I raggi ultravioletti possono causare inoltre una inibizione parziale della fotosintesi delle piante, causandone un rallentamento della crescita e, nel caso si tratti di piante coltivate, una diminuzione dei raccolti. I raggi UV possono anche diminuire l’attività fotosintetica del fitoplancton che si trova alla base della catena alimentare marina, causando di conseguenza uno scompenso notevole a carico degli ecosistemi oceanici.

Il continuo e graduale impoverimento dell’ozono della stratosfera può essere senz’altro ricondotto alla presenza nell’atmosfera di un gran numero di composti chimici in grado di attaccare l’ozono. Queste sostanze vengono anche definite ODS, Ozone Depleting Substances (sostanze che distruggono l’ozono). Gli ODS sono generalmente molto stabili nella troposfera e si degradano solamente per l’intensa azione della luce ultravioletta nella stratosfera; quando si spezzano, rilasciano bromo e cloro monoatomico che danneggiano l’ozono.
Le sostanze più implicate nel fenomeno del buco dell’ozono e più in generale nella riduzione dell’ozono stratosferico sono i Clorofluorocarburi (CFC). I CFC sono composti costituiti da Cloro, Fluoro e Carbonio. Questi composti sono comunemente utilizzati come refrigeranti, solventi ed agenti propellenti: La produzione dei CFC è stata abbandonata in base ad accordi internazionali.
Altri composti implicati nel fenomeno sono gli HCFC (Idroclorofluorocarburi), una classe di composti chimici che vengono utilizzati temporaneamente per rimpiazzare i CFC. Contengono cloro e per questo sono in grado di deteriorare la fascia di ozono nella stratosfera, ma molto meno efficacemente dei CFC. Anche la produzione di HCFC dovrà essere abbandonata (nel 2020 nelle nazioni occidentali e nel 2040 nei Paesi in via di sviluppo).
I gas Halon, anche conosciuti come Bromofluorocarburi, sono composti costituiti da bromo, fluoro e carbonio. Gli halon sono utilizzati come agenti estinguenti del fuoco sia in sistemi fissi che in estintori portatili. Causano la riduzione della fascia di ozono perché contengono il bromo (che è molte volte più efficace nella distruzione della fascia di ozono di quanto possa esserlo il cloro).
Anche altre sostanze sono implicate nella degradazione dell’ozono: per esempio il metilcloroformio ed il tetracloruro di carbonio (comuni solventi industriali) ed in definitiva tutti quei composti volatili che comprendono nella loro struttura atomi di cloro o bromo, come il bromuro di metile, una sostanza chimica molto utilizzata in agricoltura come fumigante per eliminare i parassiti.
L’ozono si forma prevalentemente nella stratosfera sopra le aree equatoriali e successivamente viene trasportato verso le zone polari dai venti stratosferici verso le aree polari.
I dati a sostegno di un’origine chimica del buco nell’ozono non eliminano la possibilità che anche alcuni processi naturali come una variazione della dinamica atmosferica abbiano una loro importanza. I processi dinamici non distruggono l’ozono, ma semplicemente lo ridistribuiscono.