Imaginez un instant que l'atmosphère est un évier de cuisine. Les incendies de forêt, les émissions de l'industrie, les plantes et les microbes y jettent leurs plats crasseux sous la forme de gaz nocifs et de la planète.
La seule raison pour laquelle ces gaz ne s'accumulent pas en continu dans l'atmosphère et nous ne nous étouffons pas dans un nuage de smog géant est que l'atmosphère fait son propre détergent: l'hydroxyle.
Le radical hydroxyle (OH) est généré dans des cycles chimiques complexes et élimine les gaz organiques en réagissant avec eux. Cela comprend le puissant méthane de gaz à effet de serre – OH en élimine environ 90% de l'atmosphère.
Une question importante pour les climatologues est de savoir si nos émissions en cours pourraient utiliser le détergent OH et laisser l'atmosphère moins en mesure de se nettoyer.
Bien que cela puisse sembler probable, nous émettons également des composés comme les oxydes d'azote (des moteurs et des centrales électriques) qui augmentent la production d'OH. Lequel des deux processus domine et si les niveaux OH augmentent ou baissent ont été vivement débattus.
Mais comme nous le montrons dans notre nouvelle étude, OH a augmenté et la capacité d'auto-nettoyage de l'atmosphère se renforce depuis 1997.
Cette constatation nous rapproche de la compréhension de ce qui arrive au méthane une fois qu'il entre dans l'atmosphère. Bien que ce soit une bonne nouvelle que la capacité de nettoyage de l'atmosphère a augmenté, cela suggère également que les émissions de méthane augmentent plus rapidement que les scientifiques et les décideurs politiques ne l'ont supposé.
Mesures complexes
Oh est très difficile à mesurer directement. Il n'existe qu'une seconde avant de réagir à nouveau.
Au lieu de cela, nous avons utilisé la teneur en radiocarbone du monoxyde de carbone (14CO) comme une empreinte d'activité OH. Seule la réaction avec OH supprime 14CO, ce qui en fait un traceur robuste et indique la quantité de OH dans l'air.
Le 14Les isotopes radioactifs de Co (qui sont chimiquement les mêmes que le monoxyde de carbone mais plus lourds) se forment lorsque les rayons cosmiques commencent une chaîne de réactions dans l'atmosphère. Nous pouvons calculer ce taux de production avec précision et donc savoir combien 14Co entre dans l'atmosphère.
Pour chacune des centaines de points de données utilisés dans notre étude, nous avons utilisé des échantillons d'air prélevés dans deux stations éloignées en Nouvelle-Zélande et en Antarctique, respectivement, au cours des 33 dernières années.
À partir de ces échantillons, nous n'avons isolé que le monoxyde de carbone, que nous avons ensuite transformé en dioxyde de carbone et éventuellement en graphite (carbone pur) pour mesurer le nombre d'atomes de graphite 14C.
Confirmation par modélisation
Nous avons trouvé une diminution statistiquement significative de 14CO au cours des 25 dernières années. Cela ne peut être causé que par une augmentation de l'OH.
Notre modèle informatique qui calcule le climat et la chimie atmosphérique le confirme. La combinaison de mesures et de simulations montre que l'OH augmente, mais le prouve que pour l'hémisphère sud où nous avons collecté des échantillons.
Ceci est intéressant car cette partie du monde est affectée par les gaz « la crasse », y compris le méthane, qui réagissent avec OH mais sont loin d'être des régions plus industrialisées qui émettent des composés qui génèrent OH (en particulier les oxydes d'azote).
Si nous pouvons détecter une montée OH dans l'hémisphère sud plus vierge, il est probable que l'augmentation est globale. En effet, notre modèle montre que l'OH augmente probablement plus rapidement dans l'hémisphère nord.
Les simulations suggèrent également les principaux facteurs en jeu. Des flux de méthane plus élevés suppriment OH, comme prévu, et en eux-mêmes provoqueraient une tendance à la baisse. En revanche, les émissions d'oxyde d'azote, la déplétion d'ozone dans la stratosphère et le réchauffement climatique favorisent la formation d'un nouvel OH, transformant l'équilibre à une augmentation globale.
Ces résultats sont un grand pas dans la compréhension de la chimie atmosphérique. Ils montrent que l'augmentation des niveaux d'OH nous a sauvés jusqu'à présent des niveaux de méthane atmosphérique encore plus rapides et du réchauffement associé.
Actuellement, la pollution urbaine et industrielle des oxydes d'azote maintient cet état. Mais le danger est que les efforts très nécessaires pour nettoyer ces polluants pourraient couper l'approvisionnement OH à l'évier de la cuisine atmosphérique. Avec moins de détergent et la même entrée de crasse, la vaisselle deviendra sale.
