Nous avons réussi à combler le trou découvert dans la couche d'ozone dans les années 1980 en interdisant les substances appauvrissant la couche d'ozone telles que les chlorofluorocarbones (CFC). Mais il semble que nous pourrions involontairement créer une autre calamité atmosphérique potentielle en utilisant la haute atmosphère pour détruire d'énormes constellations de satellites après une durée de vie très courte (c'est-à-dire 5 ans).
Selon un nouvel article de Leonard Schulz de l'Université technique de Braunschweig et de ses co-auteurs, les matériaux des satellites qui brûlent dans l'atmosphère, en particulier les métaux de transition, pourraient avoir des conséquences imprévues sur la chimie atmosphérique – et nous sommes désormais le plus grand contributeur de certains de ces éléments.
Mais cela a pris du temps avant que nous le soyons : la Terre a beaucoup d'autres matériaux répandus dans sa haute atmosphère via la combustion de météorites. En fait, même aujourd’hui, selon le journal, la masse totale de matière injectée dans l’atmosphère par les fusées et les satellites ne représente qu’environ 7 % de la masse des météores qui frappent la Terre chaque année. Cependant, comme les fusées et les satellites sont principalement constitués de métaux, alors que les météores sont principalement constitués de silicates, la quantité de métal que nous injectons dans l’atmosphère est d’environ 16 % de celle d’origine naturelle.
Cela peut sembler peu, mais pour quelques éléments particuliers, c'est beaucoup plus élevé. En 2015, les sources anthropiques (c'est-à-dire d'origine humaine) étaient celles qui contribuaient le plus à 18 éléments différents dans l'atmosphère. En 2024, ce nombre est passé à 24 éléments différents. Cela pourrait atteindre jusqu'à 30 éléments différents, qui seraient la principale raison de l'augmentation de leurs niveaux dans l'atmosphère au cours des prochaines décennies.
Même l’élimination active des débris, comme Fraser en parle ici, entraînerait la dispersion de ces éléments dans toute l’atmosphère.
Certains de ces éléments sont relativement courants sur Terre elle-même, comme le lithium et l'étain, et ils ne devraient pas avoir d'impact majeur sur l'atmosphère. Cependant, certains sont des « métaux de transition », bien connus pour leur activité catalytique. Leur présence accrue dans l’atmosphère pourrait catalyser des réactions susceptibles d’avoir des impacts dévastateurs sur la chimie atmosphérique dans son ensemble. Ces éléments comprennent plusieurs éléments fondamentaux pour la construction des engins spatiaux, tels que le cuivre (câblage/traces PCB) et le titane (supports structurels).
Selon les calculs du journal, les injections de ces éléments ont plus que doublé au cours des 10 dernières années, principalement en raison de l'avènement des méga-constellations de satellites comme Starlink et Kuiper. Les satellites de ces constellations sont intentionnellement conçus pour « disparaître » après quelques années en brûlant dans l’atmosphère. Bien que cela puisse résoudre le problème d'un tas de déchets abandonnés qui pourraient potentiellement se transformer en projectiles dangereux (via le syndrome de Kessler), cela crée son propre problème de perturbation potentielle de la chimie de l'atmosphère.
Le Dr Schulz et ses co-auteurs estiment que ces « déchets spatiaux », comme ils l'appellent, peuvent affecter l'environnement de trois manières différentes. La première consiste à agir directement comme catalyseur de réactions qui détruisent l’ozone, un peu comme l’ont fait les CFC dans les années 70 et 80. Il s’agirait ensuite d’agir comme des « graines » pour la formation des nuages, modifiant potentiellement la façon dont les nuages se forment dans certaines parties de l’atmosphère, ce qui pourrait à son tour avoir un impact considérable sur les conditions météorologiques plus bas.
Un troisième risque concernerait les effets radiatifs des particules dans l’atmosphère. Ils pourraient soit réfléchir, soit piéger la chaleur du soleil, refroidissant ou réchauffant l’atmosphère de manière difficile à discerner. En fait, une version de ceci est un défi de géo-ingénierie présenté comme une solution potentielle au changement climatique.
Fraser discute de différentes options pour traiter les déchets spatiaux – presque toutes pourraient exacerber le problème des métaux de transition.
Mais le fait est que nous ne comprenons pas encore suffisamment quel impact ces éléments auront sur l’atmosphère. Personne n’a étudié comment le titane pourrait catalyser l’appauvrissement de la couche d’ozone, ni si le lithium refléterait la lumière du soleil lorsqu’il flotterait dans la stratosphère.
Comme le soulignent les auteurs de l’article, nous devons absolument comprendre ces impacts si nous envisageons d’utiliser des mégaconstellations de satellites à long terme, surtout si la durée de vie de leurs composants individuels n’est que de cinq ans. Reste à savoir si les chercheurs recevront ou non un financement pour cet effort, mais, comme nous avons déjà vu cela se produire avec d'autres produits chimiques, c'est peut-être une bonne idée pour nous d'anticiper le problème cette fois-ci.
L'article est publié sur le arXiv serveur de préimpression.
