La destruction de l'ozone stratosphérique

 

L'étude de la stratosphére a pris une importance considérable depuis le constat d'une diminution d'épaisseur de la couche d'ozone et plusieurs campagnes scientifiques ont été lancées ces dernières années pour identifier les processus de destruction de l'ozone. A titre d'exemple, la campagne "Sesame" de l'hiver 1994-1995 a réuni l'ensemble des chercheurs européens spécialistes de la stratosphère, ainsi que des équipes américaines, canadiennes, japonaises et russes autour d'un réseau de 25 observatoires et 30 stations de sondage d'ozone, 4 avions de recherche et une quarantaine de vols de ballons stratosphériques.

Globalement, on estime qu'entre 1980 et 1995, la réduction globale de l'ozone a atteint 6%, ce qui est énorme, en aussi peu de temps. Les causes de cette diminution sont de mieux en mieux identifiées.Il apparaît clairement que différents composés chimiques d'origine anthropique et contenant du chlore et du brome, tels que les chlorofluorocarbones (CFC) ou les bromures de méthyle (CH3Br) très stables à basse altitude, finissent par gagner en quelques années la très haute altitude où ils se dégradent sous l'action des rayonnements uv et  sous certaines conditions physiques. Ils  libérent alors du chlore ou du brome sous des formes susceptibles d'être chimiquement actives, sous forme de monoxyde de chlore,ClO, par exemple.

 

chlore1.gif (5847 octets) Des mesures  de teneur en ClO et en ozone ont été effectuées depuis un avion stratosphérique de type ER-2, le 16 septembre 1987, de 53° de lat. sud (Punta Arenas, au Chili) à 72° de lat. sud. Lors de la pénétration à l'intérieur du vortex polaire, le taux de ClO augmente et la teneur en ozone décroit simultanément.

 

d'après "La météorologie, mars 1996)"

 

En Antarctique, ce sont des conditions météorologiques particulières telles que celles qui existent dans le vortex polaire (tourbillon dépressionnaire localisé sur l'Antarctique), avec des températures voisines de -80°C en hiver, qui vont favoriser l'apparition des nuages stratosphériques polaires propices à la libération d'atomes de chlore et de brome actifs. Dès le printemps austral (en septembre-octobre), par activation photochimique due au rayonnement solaire, chlore et brome réagissent avec l'ozone, d'où sa destruction. A la fin du printemps, avec le réchauffement de l'atmosphère, les nuages stratosphériques disparaissent, si bien que le chlore et le brome demeurent sous des formes inertes, non actives et le processus de destruction de l'ozone s'éteint...en attendant l'hiver et le printemps suivant.

En Arctique, du fait de la présence de continents proches et importants (Canada, Scandinavie, Sibérie), le vortex polaire est moins marqué et se déplace plutôt vers la mer de Norvège. Toutefois on y observe également la présence de nuages stratosphériques polaires entre décembre et février, avec des effets similaires à ceux qu'on observe en Antarctique, même si leurs conséquences sur la couche d'ozone sont moins marquées.

Les mécanismes des réactions chimiques mises en jeu sont complexes et en 1995, le prix Nobel de   chimie fut attribué à Paul Crutzen, Mario Molina et Sherwood Rowland pour avoir tout particulièrement montré la sensibilité particulière de la couche d'ozone à l'influence des émissions de substances d'origine anthropique.