La carte de Joshua Stevens montre la taille et la forme du trou dans la couche d’ozone au-dessus du pôle Sud le 5 octobre 2022. Édité par MIT News
Selon des scientifiques du MIT, les incendies de forêt en Australie ont augmenté la profondeur du trou dans la couche d’ozone de 10 % en 2020.
Un feu de forêt peut rejeter de la fumée dans la stratosphère, où les particules restent pendant plus d’un an, mais ces particules peuvent déclencher des réactions chimiques qui endommagent la couche protectrice qui protège la Terre des rayons ultraviolets.
La recherche, publiée dans la revue Nature le 8 mars, se concentre sur le mégafire “Black Summer” dans l’est de l’Australie, qui a brûlé de décembre 2019 à janvier 2020. Les incendies, qui sont les plus destructeurs jamais enregistrés dans le pays, ont brûlé des dizaines de millions de personnes. acres et ont rejeté plus d’un million de tonnes de fumée dans l’atmosphère.
L’équipe du MIT a découvert une nouvelle réaction chimique par laquelle les particules de fumée des feux de forêt contribuent à une plus grande dégradation de l’ozone dans l’hémisphère sud, ainsi que dans certaines parties de l’Afrique et de l’Amérique du Sud.
Le modèle des auteurs suggère que les incendies sont originaires des régions polaires, ravageant les bords du trou d’ozone antarctique à la fin de 2020. Le trou d’ozone antarctique a été élargi de 2,5 millions de kilomètres carrés par rapport à l’année précédente.
Les incendies de forêt auront un impact significatif sur la récupération de l’ozone à long terme. Le trou d’ozone et la dégradation de l’ozone dans le reste du monde ont été récemment identifiés, selon une étude du MIT. Les grands incendies peuvent provoquer un appauvrissement temporaire de la couche d’ozone.
Susan Solomon, professeure d’études environnementales Lee et Geraldine Martin au MIT, a écrit un livre sur les causes du trou d’ozone dans l’Antarctique. “Je pense que cet effet pourrait dépendre de la fréquence et de l’intensité des incendies à mesure que la planète se réchauffe.”
Solomon et le chercheur du MIT Kane Stone ont mené l’enquête, ainsi que des collaborateurs de la National Oceanic and Atmospheric Administration de Guangzhou, en Chine, du National Center for Atmospheric Research des États-Unis et de la Colorado State University.
Solomon et ses collègues ont découvert un lien chimique entre les incendies de forêt et la dégradation de l’ozone en 2022. Cette interaction, ont-ils découvert, a déclenché une cascade chimique qui a produit du monoxyde de chlore, la molécule ultime appauvrissant la couche d’ozone.
“Mais cela n’a pas expliqué tous les changements observés dans la stratosphère”, ajoute Solomon. “Il y avait tout un tas de produits chimiques liés au chlore qui étaient complètement désynchronisés.”
À la suite des incendies de forêt en Australie, l’équipe a comparé trois ensembles indépendants de données satellitaires et a constaté que les concentrations d’acide chlorhydrique diminuaient considérablement aux latitudes moyennes, tandis que le monoxyde de chlore augmentait.
L’acide chlorhydrique (HCl) est présent dans la stratosphère car les CFC se décomposent naturellement au fil du temps. Cependant, lorsque le chlore se décompose, le chlore peut réagir avec l’oxygène pour former du monoxyde de chlore appauvrissant la couche d’ozone.
À 155 kelvins sous le niveau de la mer, le HCl peut se désagréger lorsqu’il interagit avec les particules nuageuses à la surface. Cette réaction n’était pas prévue aux latitudes moyennes, où les températures sont beaucoup plus chaudes.
Solomon décrit le fait que le HCl aux latitudes moyennes ait chuté d’autant, comme un signal de danger.
Si une telle réaction était possible, elle expliquerait l’augmentation significative de la dégradation de l’ozone suite aux incendies de forêt en Australie.
Solomon et ses collègues ont fouillé dans la littérature chimique pour voir quels composés organiques pourraient réagir avec HCl à des températures plus élevées pour le briser.
“Et voilà, j’ai découvert que le HCl est extrêmement soluble dans une grande variété de composés organiques”, ajoute Solomon. “Il aime se fondre dans de nombreux composés.”
La question était alors de savoir si les incendies de forêt australiens avaient libéré ou non l’une de ces substances qui auraient pu déclencher la dégradation du HCl ou toute dégradation ultérieure de l’ozone. Lorsque le groupe a examiné la composition des particules de fumée dans les premiers jours après les incendies, le tableau était tout sauf clair.
Solomon se souvient que dès qu’elle a vu la goutte de HCl, elle a serré la main et a demandé, qu’est-ce que je fais ? Vous devriez également examiner les données sur les particules de feu de forêt vieillies.
Les particules de fumée sont restées constantes tout au long des mois, atteignant les latitudes moyennes, aux mêmes endroits et aux mêmes moments où les concentrations de HCl ont diminué.
“Et puis vous obtenez, étonnamment, les mêmes réactions que dans le trou d’ozone, mais à des températures beaucoup plus fraîches”, dit Solomon.
Lorsque les chercheurs ont simulé les conditions des incendies de forêt australiens en incorporant cette nouvelle réaction chimique dans un modèle de chimie atmosphérique, ils ont observé une diminution de 5 % de l’ozone dans toute la stratosphère aux latitudes moyennes et un élargissement de 10 % du trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique. .
Les incendies de forêt peuvent être en mesure d’appauvrir l’ozone via la réaction la plus simple avec HCl. Cependant, Solomon soupçonne qu’il peut y avoir d’autres composés contenant du chlore flottant dans la stratosphère qui pourraient être ouverts en raison d’incendies de forêt.
Solomon conclut qu'”il y a maintenant une course contre la montre”. “Espérons que les substances contenant du chlore ont été éliminées avant que la fréquence des incendies n’augmente en raison du changement climatique. C’est une raison supplémentaire d’être vigilant sur le réchauffement climatique et ces composés contenant du chlore.”
Susan Solomon, Kane Stone, Pengfei Yu, DM Murphy, AR Ravishankara et Peidong Wang, Nature, DOI : 10.1038/s41586-022-05683-0
Cette recherche a été largement soutenue par la NASA et la US National Science Foundation.
