Le « trou » de la couche d’ozone est-il lié au climat ?

L’ozone (O3) est un gaz important pour la vie terrestre mais son rôle climatique est mineur. En premier lieu, il est fondamental dans le développement de la vie à la surface du globe. En effet, dès que l’oxygène (O2) est apparu de façon notable à la fois à la surface des océans et dans l’atmosphère lors du Grand événement d’oxydation il y a 2,2 milliards d’années, la molécule a pu être brisée par le rayonnement solaire dans la haute atmosphère et s’y recombiner sous forme d’ozone. Or, ce dernier possède une propriété physique essentielle pour la vie : il absorbe une grande partie de la composante ultraviolette la plus « dure » du rayonnement solaire qui est capable de briser l’ADN des cellules. Tant que l’ozone stratosphérique n’est pas suffisamment dense, la vie doit se cacher de ces rayons UV dans l’océan.

Dans les années 1980 de l’histoire du climat, des satellites ont observé une baisse importante de la teneur en ozone stratosphérique au printemps en Antarctique. Elle est provoquée par le retour du rayonnement solaire à la fin de la nuit polaire, ce qui permet la reprise de réactions chimiques de dissociation de l’ozone. En étudiant la chimie de la stratosphère , les scientifiques ont assez vite trouvé quelles étaient les molécules responsables. Il s’agit principalement des CFCs (chlorofluorocarbures), des substances surtout utilisées pour réfrigérer et climatiser. Ces substances sont extrêmement stables chimiquement dans la troposphère et se retrouvent dans la stratosphère où leur concentration avait été multipliée par cinq depuis 1950. Elles se brisent sous l’influence du rayonnement solaire permettant au chlore et au brome libérés de s’attaquer aux molécules d’ozone. Or, pour réfrigérer et climatiser, des produits de substitution ne présentant pas ces risques étaient disponibles. Peu après la découverte de ce phénomène, un protocole international fut donc élaboré et ratifié à Montréal en 1987, pour diminuer, et à terme supprimer, les CFCs. Ces mesures ont permis de réduire la menace. Mais la longue durée de vie de ces molécules dans l’atmosphère (entre cinquante et cent ans) devrait prolonger l’existence du « trou » d’ozone au-dessus de l’Antarctique jusque vers 2060.

Dans la basse troposphère , là où nous vivons, l’ozone est au contraire nuisible. En effet, une chimie complexe basée sur des polluants comme le N2O émis par les pots d’échappement des véhicules permet la formation d’ozone, principal responsable du « smog ». Dans des conditions de forte insolation qui accélère sa formation et des conditions anticycloniques où la stratification limite le brassage, sa concentration monte (pic d’ozone). Sa durée de vie est de deux à trois jours et sa concentration maximale est souvent atteinte dans la périphérie des grandes villes. Lorsqu’il atteint des teneurs importantes, il est nocif pour la faune et la flore. L’inhalation d’une trop forte concentration d’ozone est toxique pour l’homme et entraîne des pathologies respiratoires qui peuvent être sévères chez les personnes vulnérables. Les grandes villes affichent souvent des niveaux supérieurs à ceux recommandés par l’Organisation mondiale de la santé, en particulier en Chine, en Inde et en Asie du Sud-Est.

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