Un feu de forêt peut pomper de la fumée dans la stratosphère, où les particules restent à la dérive pendant plus d’un an. Une nouvelle étude du Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux États-Unis a découvert que, tant qu’elles restent en suspension, ces particules peuvent déclencher des réactions chimiques qui érodent la couche protectrice d’ozone Il protège la Terre des rayons ultraviolets nocifs du soleil.
L’étude, publiée dans la revue ‘Nature’, se concentre sur la fumée du mégafire Black Summer dans l’est de l’Australie, qui a brûlé entre décembre 2019 et janvier 2020. Les incendies – les plus dévastateurs jamais enregistrés dans le pays – ils ont incinéré des dizaines de millions de hectares et a rejeté plus d’un million de tonnes de fumée dans l’atmosphère.
L’équipe du MIT a identifié une nouvelle réaction chimique par laquelle les particules de fumée des feux de brousse australiens aggravent l’appauvrissement de la couche d’ozone. En déclenchant cette réaction, les incendies ont probablement contribué à une réduction de 3 à 5 % de l’ozone total aux latitudes moyennes de l’hémisphère sud.dans les régions au-dessus de l’Australie, de la Nouvelle-Zélande et de certaines parties de l’Afrique et de l’Amérique du Sud.
Les particules de fumée des feux de forêt semblent éroder la couche d’ozone PEXELS
La modélisation des chercheurs indique également que les incendies ont affecté les régions polaires, érodant les bords du trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique. Fin 2020, Les particules de fumée des feux de brousse australiens ont élargi le trou d’ozone de l’Antarctique en 2,5 millions de kilomètres carrés10% de sa surface par rapport à l’année précédente.
Menace pour la reconstitution de la couche d’ozone
On ne sait pas quel effet à long terme les incendies de forêt auront sur la récupération de l’ozone. Les Nations Unies ont récemment signalé que le trou dans la couche d’ozone et l’appauvrissement mondial de la couche d’ozone sont en voie de guérison, grâce à un effort international soutenu pour éliminer progressivement les produits chimiques appauvrissant la couche d’ozone.
Mais l’étude du MIT suggère que tant que ces produits chimiques persistent dans l’atmosphère, de grands incendies pourraient déclencher une réaction qui appauvrit temporairement l’ozone. « Les incendies australiens de 2020 ont été un véritable signal d’alarme pour la communauté scientifique« , déclare Susan Solomon, professeure d’études environnementales Lee et Geraldine Martin au MIT et climatologue de premier plan qui a identifié pour la première fois les produits chimiques responsables du trou d’ozone dans l’Antarctique.
« L’effet des incendies de forêt n’avait pas été pris en compte auparavant dans les projections de récupération de l’ozone –il reconnaît–, et je pense que cet effet peut dépendre du fait que les incendies deviennent plus fréquents et plus intenses à mesure que la planète se réchauffe.
La couche d’ozone est à nouveau menacée
Cette nouvelle étude, menée par Solomon et l’étudiant diplômé du MIT Peidong Wang, avec des collaborateurs de l’Institut de recherche sur l’environnement et le climat de Guangzhou, la National Oceanic and Atmospheric Administration, le National Center for Atmospheric Research et l’Université d’État du Colorado, se développe sur un découverte faite en 2022 par Solomon et ses collègues, dans lequel ils ont identifié pour la première fois un lien chimique entre les incendies de forêt et l’appauvrissement de la couche d’ozone.
Ils ont découvert que les composés contenant du chlore, émis à l’origine par les usines sous forme de chlorofluorocarbures (CFC), pouvaient réagir avec la surface des aérosols d’incendie. Cette interaction a déclenché une cascade chimique qui a produit du monoxyde de chlore, la molécule qui détruit le plus la couche d’ozone. Leurs résultats ont montré que les feux de brousse australiens ont probablement appauvri la couche d’ozone grâce à cette réaction chimique nouvellement identifiée.
« Mais cela n’a pas expliqué tous les changements observés dans la stratosphère », reconnaît Solomon, « il y avait beaucoup de chimie liée au chlore qui était totalement à côté de la plaque. » Dans la nouvelle étude, l’équipe a examiné de plus près la composition des molécules dans la stratosphère après les feux de brousse australiens. Ils ont examiné trois ensembles indépendants de données satellitaires et ont constaté que dans les mois qui ont suivi les incendies, les concentrations d’acide chlorhydrique ont fortement chuté aux latitudes moyennes, tandis que les concentrations de monoxyde de chlore ont augmenté.
L’acide chlorhydrique (HCI) interagit avec la fumée
L’acide chlorhydrique (HCl) est présent dans la stratosphère sous forme de CFC se décomposer naturellement avec le temps. Tant que le chlore est lié sous forme de HCl, il n’a aucune chance de détruire l’ozone. Mais si le HCl se décompose, le chlore peut réagir avec l’oxygène pour former du monoxyde de chlore, qui détruit la couche d’ozone.
Les particules de fumée des feux de forêt semblent éroder la couche d’ozone PEXELS
Dans les régions polaires, HCl il peut être brisé en interagissant avec la surface des particules nuageuses à des températures de congélation d’environ 155 degrés Kelvin. Cependant, on ne s’attendait pas à ce que cette réaction se produise aux latitudes moyennes, où les températures sont beaucoup plus chaudes.
Alors Solomon s’est demandé si le HCl pouvait également interagir avec les particules de fumée, à des températures plus chaudes et d’une manière qui libérerait du chlore pour détruire l’ozone. Si une telle réaction était possible, elle expliquerait le déséquilibre des molécules et une grande partie de la destruction de l’ozone observée après les feux de brousse australiens.
L’équipe a recherché dans la littérature chimique pour voir quels types de molécules organiques pourraient réagir avec HCl à des températures plus chaudes pour le décomposer. « J’ai découvert que le HCl est extrêmement soluble dans un large éventail d’espèces organiques, se souvient-il. Il aime adhérer à de nombreux composés. »
Les particules de fumée des feux de forêt semblent éroder la couche d’ozone PEXELS
Lorsque l’équipe a élargi sa recherche, ont constaté que les particules de fumée persistaient pendant des mois, circulant dans la stratosphère des latitudes moyennes, dans les mêmes régions et à des moments où les concentrations de HCl diminuaient. « Ce sont les particules de fumée vieillissantes qui absorbent en fait une grande partie du HCl », révèle Solomon. « Et puis vous obtenez, étonnamment, les mêmes réactions que dans le trou d’ozone, mais aux latitudes moyennes, à des températures beaucoup plus chaudes. » .
Lorsque l’équipe a incorporé cette nouvelle réaction chimique dans un modèle de chimie atmosphérique et simulé les conditions de feux de brousse australiens, observé un appauvrissement de 5 % de l’ozone dans toute la stratosphère aux latitudes moyennes et une augmentation de 10 % du trou dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique.
La réaction avec le HCl est probablement la principale voie par laquelle les incendies de forêt peuvent appauvrir la couche d’ozone.. Mais Solomon suppose qu’il pourrait y avoir d’autres composés contenant du chlore dérivant dans la stratosphère, que les incendies de forêt pourraient déverrouiller.
« Nous sommes désormais dans une sorte de course contre la montre, reconnaît-il. Espérons que les composés chlorés aient été détruits, avant que la fréquence des incendies n’augmente avec le changement climatique. Raison de plus pour être vigilant sur le réchauffement climatique déjà ces composés chlorés -contenant des composés.
Etude de référence : https://www.nature.com/articles/s41586-022-05683-0
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