臭氧是由3个氧原子结合而成的气体，它的化学符号是O3。臭氧是分布在距地表13～50千米之间的一层薄纱，其浓度最大处于离地表20～25千米处。它像一层过滤膜，吸收了大量太阳辐射的紫外线，使地球上的生命体免受紫外线的杀伤，也使大气的热量状况趋于稳定状态。可以说，没有臭氧层，就没有地球今天的绚烂景象。
20世纪80年代初，有一个重要的科学发现——南极洲上空的臭氧层出现了巨大的“空洞”，震动了科学界。科学家们于1985年证实，这个“空洞”每年9、10月份出现1次，并预测它还有扩大的趋势。1988年，经严密监测，发现南极臭氧层空洞向北“扩”到澳大利亚和新西兰上空，澳大利亚上空的臭氧层也减薄了1／10。时隔不久，这个臭氧层空洞又向北扩展到智利首都圣地亚哥和阿根廷首都布宜诺斯艾利斯。1989年，科学家透露，南极上空的臭氧层空洞大小已与北美洲面积相当。
1987年，德国科学家的发现同样令人感到不安，他们在地球北极的上空也发现了臭氧层空洞，只不过面积要小于南极的臭氧层空洞。
臭氧层出现空洞，地球就少了一道天然屏障，大量从太阳辐射来的紫外线直接照射到地球表面，使人类患皮肤癌、呼吸道传染病和白内障疾病的可能性增加，使人体内部的免疫力下降。同样，紫外线对地球上的生命的伤害是普遍的，地球上的某些生命甚至可能在强烈的紫外线照射下无法生存，并且这也威胁到了地球上的生态平衡。
全世界都在关注着这一变化。1991年，第一台全球臭氧层测绘光谱仪由“气象-3”号卫星携带升空，该卫星也是美俄之间在航天领域第一次合作的产物，该卫星上的光谱仪可测量全球的臭氧含量及其分布，对大气层中出现的臭氧层空洞进行监视。
1991年9月12日，美国“发现”号航天飞机将1颗臭氧监测卫星送上了太空。该卫星重达7·7吨，其上装有美国、加拿大、法国和英国研制的10台高灵敏度监测仪器，目的是监测臭氧层中的臭氧在3年内减少的情况。
来自宇宙空间的新资料表明，臭氧层越来越稀薄的现象在春季和夏季也发生了，而此前，只有科学家在冬季才能观测到这一现象。最令人惊骇的是，一个更大的臭氧层空洞将笼罩在北纬50°以北的地区，这一地区包括了加拿大、俄罗斯、德国、英国和斯堪的纳维亚半岛等在内的广袤的土地。
现在有关臭氧层出现空洞的事实已被证实。地球大气的臭氧含量在急剧减少，这将导致全球环境的巨变。
造成南极上空空洞扩大的原因很多。首先是核爆炸，其次是高空喷气式飞机的频繁飞行，人类活动中排出的大量废气，农业上大量使用化肥，喷雾器杀虫的气雾剂的广泛使用以及冷却系统——空调机和冰箱放出的氯氟碳化合物，这种物质放出的氯气会破坏臭氧层（1个氯原子可以和10万个臭氧分子发生连锁反应），致使臭氧大量分解成氧分子。有人估算，大气层中的臭氧会因每增加100架现代超音速客机的飞行而每年减少0·7％。
在对臭氧层空洞出现的原因和可能引起的灾难的研究中，科学家也有新的见解。俄罗斯地理学家卢基亚什科的文章说，造成南极上空臭氧层空洞出现的罪魁祸首不是人类的活动，而是大自然。他说，早在40年前，就出现了介绍南极上空出现臭氧层空洞的材料，那时北极和热带地区上空也出现过这种现象。他指出，如果臭氧层空洞是人类活动所致，那么北半球人口集中、工业企业多，空洞应首先出现在这一地区。而南极上空常有强大的高气压，这就使其上空的空气流动速度加快，将距离地面9～10千米高度处的臭氧吹离了南极洲，此外还有一部分臭氧发生衰变，致使南极上空臭氧层出现空洞，所以人类活动与臭氧层空洞并无直接关系。
然而，不管其原因是什么，臭氧层出现空洞会带来极其严重的后果，更多的紫外线袭击地球会带来恶果是肯定的。空洞的出现能改变农作物生长的地理环境，造成农作物产量减少；还能导致地球上气候变暖，雨量增多，使大片海滨地区有被淹没的危险。当然，最大的受害者还是人类。
美国科学院的一份报告说，即使全世界使用化学用品的速度不再增加，到21世纪臭氧也将被消耗16·5％。随着增加的紫外线辐射，仅美国国内每年就将有几十万人患皮肤病。有人算了一下说：“臭氧层被破坏10％，皮肤癌患者就会增加20％。”
我们怎样应对这种自然环境的大变化呢？科学家得出的结论是：尽管臭氧层空洞是出现在高空的，但人类的活动，尤其是地面活动，却是其形成的根源。
科学家罗兰德博士于1974年提出了氟里昂破坏臭氧层的观点，因为，氟里昂会在使用过程中散逸到空中。这些游离在空气中的氟里昂，在太阳的辐射下，就会将分子中的氯原子分离出来，在这些氯原子的作用下，臭氧分手转变为氧分子。这样就造成了臭氧层中臭氧的减少，甚至出现空洞。氟里昂是破坏臭氧层、危害人类健康和对地球生命形成威胁的特殊污染物。通过许多科学家、政治家的努力，又经过联合国环境规划署的推动，1985年，各国终于在奥地利的维也纳签署了《保护臭氧层维也纳公约》。1987年，在加拿大的蒙特利尔，各国又签署了《蒙特利尔议定书》，议定书中明确提出了限制使用氟里昂的规定，要求发达国家必须在2000年以前，禁止生产和使用氟里昴。
地球的臭氧层空洞已经形成一定的规模，现在补天乏力，寄希望于臭氧层自行弥合也不可能。即使从现在起全球停止生产和使用破坏臭氧的物质，要恢复本来的臭氧层面目，完全弥合臭氧空洞，至少需要一个世纪的时间。
已出现的臭氧空洞已引起全世界的空前关注，各国纷纷研制氟里昂的代用品，以消除臭氧的“克星”。据英国《新科学家》周刊报道，一个名叫“帮助臭氧”的组织打算在南极上空放飞一些气球，这些气球上悬挂有100个臭氧发生器。这些臭氧发生器由能产生15万伏以上的电压的太阳能电池板提供动力，希望借助臭氧发生器的作用把氧分子变成原子后再形成臭氧，从而增加南极上空的臭氧含量。
另据一些科学研究表明，臭氧层可能只吸收少量波长280～320纳米范围内的紫外辐射，而这部分辐射并不是对地球上的生命危害最大的。一些科学家发现，高波长的紫外辐射对植物的脱氧核糖核酸能造成严重的危害，这种危害是以前人们没有估计到的。过去的研究工作过分强调了臭氧层稀薄以后带来的紫外线辐射量的增加，而没有将研究的重点放在研究320纳米以上波长的紫外线对地球上动植物造成的危害上，这种紫外线造成的破坏是比较恒定的，它不受臭氧层的变化的影响。
即使是这样，我们还是应陔极力保护臭氧层，不能让臭氧层空洞继续扩大，从而使这把万物赖以生存的地球保护伞不受损害。