ozone, couche d' - géologie et géophysique.

ozone, couche d' - géologie et géophysique. 1 PRÉSENTATION ozone, couche d', mince couche gazeuse stratosphérique où la concentration d'ozone est maximale, protégeant la surface terrestre du rayonnement ultraviolet solaire. 2 LOCALISATION ET FORMATION DE LA COUCHE D'OZONE L'ozone est présent dans toute l'atmosphère terrestre, mais ce n'est que dans la stratosphère (couche atmosphérique située entre 20 et 50 km d'altitude) que ce gaz apparaît de manière significative (90 p. 100 de sa concentration totale atmosphérique). La « couche d'ozone «, comme on l'appelle communément, se situe majoritairement entre 20 et 30 km d'altitude. Elle reste cependant extrêmement mince, avec une concentration d'ozone généralement inférieure à 10 ppm (parties par million). Cette couche d'ozone est créée par l'action des rayons ultraviolets solaires (UVs) de faibles longueurs d'onde qui dissocient certaines molécules d'oxygène. Les atomes d'oxygène résultant se recombinent alors avec d'autres molécules d'oxygène afin de former une molécule triatomique d'ozone, ou trioxygène (O3). Ce processus de formation de la couche d'ozone se produit quasi exclusivement au-dessus des régions tropicales, compte tenu de la forte intensité du rayonnement solaire de ces régions. L'ozone ainsi produit est alors transporté par les vents stratosphériques tout autour du globe. D'un autre côté, certains composés présents naturellement dans l'atmosphère (chlore, dioxyde de carbone, méthane) tendent à réduire le niveau d'ozone à travers des cycles catalytiques. Ce phénomène naturel de formation et destruction de la couche d'ozone permet d'avoir un taux d'ozone stratosphérique relativement stable dans le temps, ce qui est le cas depuis plusieurs millions d'années. 3 LE RÔLE BÉNÉFIQUE DE LA COUCHE D'OZONE Bien que l'épaisseur de la couche d'ozone soit naturellement extrêmement fine, le rôle de cette couche gazeuse est crucial puisqu'elle protège la vie sur Terre. En effet, à forte dose, les rayons ultraviolets solaires (UVs) deviennent nocifs pour les êtres vivants -- le rayonnement ultraviolet est le principal responsable des cancers de la peau chez l'homme. Dans le passé, sa formation a par exemple été indispensable à la vie primitive marine pour sortir des océans. Son absence étant catastrophique pour les différentes formes de vie sur Terre (végétale et animale), il est donc nécessaire de protéger cette couche d'ozone, étant donnée sa faible concentration qui la rend d'autant plus fragile. 4 LE TROU DE LA COUCHE D'OZONE Au milieu des années 1980, des recherches scientifiques ont mis en évidence une diminution périodique de la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique. À cet endroit précis, un trou tend à apparaître durant l'hiver austral, avant de disparaître à nouveau durant l'été suivant. La concentration minimale d'ozone est observée en octobre, avec la présence conjointe d'un intense rayonnement solaire, ainsi que de nuages de glace et de composés chlorés dans l'atmosphère antarctique. Le terme de « trou de la couche d'ozone « qualifie cette région dans laquelle la concentration en ozone est anormalement basse. L'ozone stratosphérique y est toujours présent, mais en quantité moindre. Des études complémentaires, réalisées à partir de ballons-sondes et d'observations satellitaires, ont confirmé la baisse de ce taux d'ozone stratosphérique au-dessus de l'Antarctique. Par ailleurs, d'autres études ont mis en évidence une tendance similaire au-dessus de l'océan Arctique, mais dans un degré moindre. Afin de contrôler les attaques portées à la couche d'ozone dans ces régions polaires, la NASA a lancé en septembre 1991 le satellite de recherche UARS dans le but de quantifier les niveaux d'ozone dans la haute atmosphère. En orbite autour de la Terre à une altitude d'environ 600 km, l'engin spatial mesure les variations de l'ozone à différentes altitudes, livrant ainsi la première représentation détaillée de la chimie de la haute atmosphère. L'Agence spatiale européenne (ESA) a également mis en place un programme de surveillance spatial de l'ozone à long terme à partir de la plate-forme GOME, placée sur le satellite ERS-2 lancé en avril 1995. 5 ORIGINE DU TROU DE LA COUCHE D'OZONE Des composés chlorés sont présents naturellement dans l'atmosphère. Par réaction, un atome de chlore (Cl) dissocie une molécule d'ozone (O3) en formant du monoxyde de chlore (ClO), qui réagit à son tour avec un atome d'oxygène pour libérer du chlore (Cl), permettant ainsi à la réaction de catalyser un nouveau cycle. En résumé, les molécules chlorées tendent à détruire les molécules d'ozone. Normalement, ce phénomène naturel dans l'atmosphère intervient au même rythme que la formation de l'ozone, ce qui permet de maintenir des concentrations d'ozone relativement stables dans l'atmosphère. Cependant, l'émission dans l'atmosphère de particules chlorées issues des activités humaines perturbe l'équilibre naturel de formation-destruction des molécules d'ozone. Ces particules chlorées sont principalement des produits chimiques appelés chlorofluorocarbures (CFC), employés depuis longtemps comme gaz à l'intérieur des bombes aérosols ou directement comme agent réfrigérant (voir réfrigération). D'autres produits chimiques, tels que les halocarbones bromés et les oxydes d'azote issus des engrais, peuvent également jouer le même rôle et attaquer la couche d'ozone. 6 PROTECTION DE LA COUCHE D'OZONE La prise de conscience de l'action anthropique sur la couche d'ozone amène rapidement les décideurs politiques à réglementer l'utilisation des CFC. La convention de Vienne est ratifiée en 1985 par 26 pays afin de protéger la couche d'ozone stratosphérique et encourager la coopération scientifique pour une meilleure compréhension du phénomène. Pour la première fois dans l'histoire, une convention est signée entre diverses nations dans le but de lutter contre un problème environnemental majeur à l'échelle de la planète. Compte tenu de l'avancée spectaculaire du trou de la couche d'ozone, le protocole de Montréal (1987) est rapidement signé par 24 pays et l'Union européenne afin de réduire de 50 p. 100 par rapport au taux de 1986 la production et l'utilisation des « substances appauvrissant la couche d'ozone «. Les amendements successifs de Londres (1990), puis de Copenhague (1992) ont abouti à l'arrêt définitif de l'utilisation des CFC à la fin de l'année 1995 -- une mesure facilitée par l'apparition de composés de remplacement. Un délai supplémentaire (horizon 2010) a cependant été accordé aux pays en voie de développement. Le trou de la couche d'ozone atteint actuellement une superficie totale d'environ 50 fois celle de la France. Cette surface continue à augmenter compte tenu du décalage temporel entre émission et affectation de la couche d'ozone. En effet, la longue durée de vie des constituants chlorofluorocarbonés (de l'ordre de 50 à 100 ans) fait perdurer les réactions bien au-delà de l'arrêt des émissions anthropiques. D'après la communauté scientifique, un retour à la normale devrait apparaître d'ici la fin du XXIe siècle. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.