Appauvrissement de l'ozone stratosphérique

L'appauvrissement de l'ozone stratosphérique est l'amincissement de la couche d'ozone protectrice principalement causé par des composés halogénés d'origine humaine.

Definition

La réduction des concentrations d'ozone dans la stratosphère, en particulier le trou d'ozone antarctique saisonnier, due à la destruction catalytique par des radicaux halogénés dérivés d'hydrocarbures halogénés d'origine humaine.

Scope

Ce sujet couvre la chimie par laquelle la couche d'ozone stratosphérique est détruite, en se concentrant sur les cycles catalytiques entraînés par le chlore et le brome libérés par les chlorofluorocarbones et les composés apparentés. Il aborde la découverte du trou d'ozone antarctique, le rôle des nuages stratosphériques polaires, les conséquences de l'augmentation du rayonnement ultraviolet et la réponse internationale qui a éliminé progressivement les substances appauvrissant la couche d'ozone.

Core questions

• Comment les chlorofluorocarbones atteignent-ils la stratosphère et libèrent-ils des halogènes réactifs ?
• Quels cycles catalytiques détruisent l'ozone stratosphérique ?
• Pourquoi le trou d'ozone est-il le plus prononcé au-dessus de l'Antarctique au printemps ?
• Quelles sont les conséquences d'une couche d'ozone plus mince ?

Key theories

Destruction de l'ozone catalysée par les halogènes

Les atomes de chlore et de brome libérés par les hydrocarbures halogénés détruisent catalytiquement l'ozone dans des réactions cycliques, de sorte qu'un seul atome d'halogène peut éliminer de nombreuses molécules d'ozone avant d'être retiré.

Chimie des nuages stratosphériques polaires

Les hivers polaires froids forment des nuages stratosphériques dont les surfaces convertissent les espèces réservoirs en halogènes réactifs, préparant une perte massive d'ozone au printemps lorsque la lumière du soleil revient, comme révélé par le trou d'ozone antarctique.

Clinical relevance

L'amincissement de la couche d'ozone augmente le rayonnement ultraviolet en surface, suscitant des préoccupations quant aux effets sur la peau et les yeux et aux impacts sur les écosystèmes ; la compréhension de cette chimie a justifié l'élimination progressive internationale des substances appauvrissant la couche d'ozone.

Evidence & guidelines

Le suivi et l'évaluation internationaux des substances appauvrissant la couche d'ozone éclairent les contrôles établis dans le cadre du Protocole de Montréal ; ce contexte réglementaire est décrit ici pour expliquer la réponse plutôt que comme une directive prescriptive.

History

Molina et Rowland ont proposé en 1974 que les chlorofluorocarbones pouvaient appauvrir l'ozone stratosphérique, et Farman et ses collègues ont signalé le trou d'ozone antarctique en 1985 ; ces découvertes ont étayé le Protocole de Montréal de 1987 qui a éliminé progressivement les substances appauvrissant la couche d'ozone.

Key figures

• Mario Molina
• F. Sherwood Rowland
• Paul Crutzen
• Joseph Farman

Seminal works

• molina1974
• farman1985
• seinfeld2016

Frequently asked questions

Comment un seul atome de chlore peut-il détruire de nombreuses molécules d'ozone ?

Le chlore agit comme un catalyseur : il réagit avec l'ozone, est régénéré lors d'une étape ultérieure, puis attaque une autre molécule d'ozone, de sorte qu'un seul atome de chlore peut participer à des milliers de cycles de destruction avant d'être éliminé.

Pourquoi le trou d'ozone se forme-t-il principalement au-dessus de l'Antarctique ?

Le froid extrême de l'hiver antarctique forme des nuages stratosphériques polaires dont les surfaces activent la chimie des halogènes ; lorsque la lumière du soleil revient au printemps, ce chlore et ce brome activés entraînent une perte d'ozone rapide et localisée.