L'unité Dobson correspond à une couche d'une épaisseur de 0,1 mm d'ozone gazeux pur à une température de 0°C et une pression de 1 atmosphère (1013.25hPa). Si nous comprimions tout l'ozone au-dessus de notre région dans ces conditions de 1 atmosphère et 0°C, la couche d'ozone aurait une épaisseur d'environ 3 mm.
L'ozone est présent dans toute l'atmosphère, mais sa concentration est maximale à environ 25 km d'altitude. Cette région de l'atmosphère riche en ozone est appelée la « couche d'ozone ». La quantité d'ozone présente à un endroit à la surface de la Terre varie naturellement avec la latitude, la saison et la journée.
Ce trou a rapidement augmenté à partir de la mi-août pour atteindre le 20 septembre sa superficie maximale, environ 24,8 millions de kilomètres carrés. Il s'étendait alors sur la majeure partie du continent antarctique.
Le trou de la couche d'ozone, qui apparaît au printemps et en hiver chaque année au-dessus de l'antarctique, est causé en partie par les températures basses qui règnent dans la stratosphère, mais aussi en raison de la présence de gaz nocifs pour l'ozone.
Les substances appauvrissant la couche d'ozone qui contiennent du chlore sont les chlorurofluorurocarbures (CFC), le tétrachlorure de carbone, le méthyl chloroforme et les hydrochlorofluorocarbures (HCFC). Les halons, le bromométhane et les hydrobromofluorocarbures (HBFC) sont des SACO qui contiennent du brome.
La zone concentrant le plus d'ozone est la couche d'ozone, située entre 15 et 30 km au-dessus de la surface terrestre.
La couche d'ozone se reconstitue lentement
Ainsi, la concentration d'ozone augmente dans la haute stratosphère (vers 40 km d'altitude) depuis le début du XXIe siècle. Les modèles indiquent que ceci est largement dû à la diminution de concentration des SAO.
Selon le communiqué, la couche d'ozone devrait se régénérer complètement d'ici 2030 dans l'hémisphère nord, dans les années 2050 dans l'hémisphère sud et en 2060 dans les régions polaires… Si les efforts se poursuivent.
Les causes des trous dans la couche d'Ozone
Les produits chimiques conduits par le vent ont une influence considérable sur la structure de la couche. L'émission de gaz à effet de sert par l'Homme est un des facteurs qui détruisent l'équilibre stratosphérique.
De façon naturelle, l'ozone se détruit à haute altitude ; un équilibre entre formation et destruction se forme alors. Cependant, l'utilisation des CFC et HCFC perturbe cet équilibre. Ces gaz détruisent la couche d'ozone et diminue son épaisseur jusqu'à former des trous.
Découvreurs du trou dans la couche d'ozone
En 1974 deux scientifiques américains : Mario MOLINA et F. SHERWOOD ROWLAND formulent pour la première fois la théorie de l'appauvrissement de la couche d'ozone sous l'impact des ChloroFluoroCarbones (CFC), composés chimiques apparus en 1938.
tip! A partir du milieu des années 1970, des scientifiques révèlent qu'à certaines périodes de l'année la couche d'ozone s'amincit au niveau des pôles, en particulier en Antarctique. Ce phénomène est provoqué à températures très basses, par une dissociation de l'ozone en oxygène, sous l'action des CFC.
Ce phénomène est notamment dû à l'effet du chlore, qui entre en relation avec les molécules d'ozone (O3) pour former de l'oxyde de chlore (ClO). Depuis 1987 et le protocole de Montréal, l'utilisation des CFC a été interdite, mais leur effet néfaste est décalé dans le temps.
Au-dessus de l'Antarctique, il se forme chaque printemps, un trou dans la couche d'ozone qui protège notre Planète de certains rayonnements nocifs. Des mesures ont été prises pour le résorber. Mais un chercheur estime aujourd'hui que ce trou ne serait pas le seul à mettre en danger la vie sur Terre.
Le trou dans la couche d'ozone s'est agrandi à cause des incendies géants australiens. Selon une étude de la revue « Scientific Reports », les feux de brousses subis par l'Australie entre fin 2019 et 2020 auraient agrandi le trou de la couche d'ozone.
Sous les latitudes moyennes de l'hémisphère Nord (35-60°N), la concentration d'ozone total est aujourd'hui inférieure d'environ 3,5 % à ce qu'elle était pendant la période 1964-1980. Sous les latitudes moyennes de l'hémisphère Sud (35-60°S), elle est inférieure de 6 % environ.
Contrairement aux autres techniques de désinfection, l'utilisation d'ozone ne nécessite pas de stockage de produits dangereux puisqu'il est produit directement sur place et uniquement lorsque l'on en a besoin, conséquence directe de son instabilité.
Conséquences de la dégradation de la couche d'ozone
La dégradation de la couche d'ozone engendre une augmentation des rayons ultraviolets qui vont atteindre la Terre, ces rayons sont nocifs pour tous les êtres vivants sur Terre.
C'est la combustion du gaz, du charbon, du pétrole qui entraîne l'augmentation de la température. Ces gaz, comme le CO2 issu des fumées des voitures, captent l'énergie du Soleil. Cette énergie se transforme en chaleur qui réchauffe l'atmosphère, puis l'atmosphère réchauffe les océans.
L'ozone stratosphérique s'est formé il y a environ 600 millions d'années lorsque les organismes vivants ont pu produire suffisamment d'oxygène dans l'atmosphère terrestre.
Ozone + rayons UV --> O2 + O (dissociation de l'ozone en un atome et une molécule d'oxygène). Il a résulté de cette production et destruction continue de l'ozone dans l'atmosphère, une couche d'ozone qui s'est formée autour de 20 km d'altitude.
Les trous dans la couche d'ozone sont provoqués par les chlorofluorocarbures, ou CFC, émis dans l'atmosphère pendant des décennies via l'utilisation d'aérosols, réfrigérants, pesticides et autres solvants, désormais interdits par le protocole de Montréal, adopté en 1987.
L'ozone possède une bande d'absorption dans le domaine des longueurs d'onde comprises entre 200 et 300 nm avec un maximum d'efficacité à 255 nm. Il absorbe aussi entre 300 et 360 nm mais plus faiblement.
Son altitude varie en fonction de la latitude, ainsi que de la situation météorologique. On la trouve en moyenne vers 6 à 8 km aux pôles, 11 km aux latitudes tempérées et vers 16-18 km aux latitudes équatoriales.