Article - ozone, couche d'ozone,

موضوع: Article - ozone, couche d'ozone, 21/12/2008, 05:22

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PRÉSENTATION

ozone, couche d', partie de l'atmosphère située entre 20 et 50 km au-dessus de la surface de la Terre, dans laquelle les concentrations d'ozone sont de l'ordre de 10 parties par million.

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FORMATION ET RÔLE

L'ozone se forme par l'action de l'énergie solaire sur l'oxygène. Cette action se déroule depuis plusieurs millions d'années, mais les composés de l'azote présents naturellement dans l'atmosphère ont manifestement maintenu les concentrations d'ozone à un niveau relativement stable. La couche d'ozone protège la vie sur Terre en ne laissant parvenir qu'une partie des rayons ultraviolets du Soleil, responsables de cancers. C'est pourquoi les scientifiques se sont mobilisés lorsque l'on a découvert dans les années soixante-dix que certains produits chimiques appelés chlorofluorocarbures ou CFC (des composés du fluor) — utilisés depuis longtemps comme agents réfrigérants ainsi que dans les bombes aérosols —représentaient une éventuelle menace pour la couche d'ozone. Libérées dans l'atmosphère, les substances chimiques renfermant du chlore s'élèvent et sont détruites par le flux solaire, après quoi le chlore réagit avec les molécules d'ozone et les détruit. C'est pour cette raison que l'utilisation des CFC dans les aérosols a été interdite dans plusieurs pays. D'autres produits chimiques, tels les halorcarbones bromés et les oxydes d'azote issus des engrais, peuventégalement attaquer la couche d'ozone.

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LE TROU DE LA COUCHE D'OZONE

À la fin des années soixante-dix, les recherches scientifiques en Antarctique ont mis en évidence une diminution périodique de l'ozone dans l'atmosphère au-dessus de ce continent. Ce que l'on a appelé le « trou » dans la couche d'ozone se forme à l'époque du printemps dans l'Antarctique et s'agrandit pendant plusieurs mois avant de se réduire.
D'autres études, menées à l'aide de ballons évoluant à haute altitude et de satellites météorologiques, ont révélé que la proportion d'ozone au-dessus de l'Antarctique est en baisse. Des vols au-dessus de l'Arctique ont mis en évidence des problèmes similaires dans cette région. En 1985, une convention des Nations unies, le « protocole de Montréal », signée par 49 pays a déclaré l'intention d'éliminer les CFC d'ici à la fin du siècle.
En 1987, un traité pour la protection de la couche d'ozone a été signé puis ratifié par 36 nations. L'Union européenne a proposé en 1989 une interdiction totale de l'utilisation des CFC durant les années quatre-vingt-dix, qui fut approuvée par les États-Unis.
Afin de contrôler les attaques portées à la couche d'ozone, la NASA a lancé en 1991 un
satellite de recherche de la haute atmosphère. En orbite autour de la Terre à une altitude de 600 km, l'engin spatial mesure les variations de l'ozone à différentes altitudes et livre la première représentation détaillée de la chimie de la haute atmosphère. Voir
aussi Environnement ; Changement climatique mondial.

Article - atmosphère

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PRÉSENTATION

atmosphère, mélange de gaz qui enveloppe tout corps céleste (la Terre, par exemple) possédant un champ de gravitation suffisamment fort pour empêcher les gaz de s’échapper.

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ORIGINE DE L'ATMOSPHÈRE TERRESTRE

Les principaux constituants de l’atmosphère terrestre sont l’azote(78 p. 100) et l’oxygène (21 p. 100). Les gaz atmosphériques contenus dans le 1 p. 100 restant sont l’argon (0,9 p. 100), le dioxyde de carbone (0,03 p. 100), de la vapeur d’eau en quantité variable et des traces d’hydrogène, d’ozone, de méthane, de monoxyde de carbone, d’hélium, de néon, de krypton et de xénon.Le mélange des gaz présents dans l’air de l’actuelle atmosphère terrestre est le résultat d’une évolution de 4,5 milliards
d’années. On suppose que l’atmosphère la plus ancienne était constituée uniquement
d’émanations volcaniques. Or, les gaz dégagés par les actuelles éruptions
volcaniques sont essentiellement un mélange de vapeur d’eau, de dioxyde de
carbone, de dioxyde de soufre et d’azote ; la proportion d’oxygène y est
infime. Si l’atmosphère la plus ancienne était composée d’un mélange identique
à celui-ci, de nombreux processus ont dû s’y dérouler depuis pour aboutir au
mélange observé aujourd’hui. L’un de ces processus a été la condensation.
Lorsqu’elle s’est refroidie, une grande partie de la vapeur d’eau volcanique
s’est condensée pour former les premiers océans. Il est probable que des
réactions chimiques aient également eu lieu. Une partie du dioxyde de carbone a
dû réagir avec les roches de l’écorce terrestre pour former des carbonates, et
une autre partie a dû être dissoute dans les océans nouvellement constitués.
Plus tard, lorsque les premières formes de vie recourant à la photosynthèse se
sont développées dans les océans, de nouveaux organismes marins ont commencé à
produire de l’oxygène. La quasi-totalité de l’oxygène présent dans l’air
aujourd’hui est supposée avoir été formée par combinaison photosynthétique du
dioxyde de carbone et de l’eau. Il y a 570 millions d’années environ,
c’est-à-dire au tout début de l’ère primaire, le volume d’oxygène contenu dans
l’atmosphère et dans les océans a atteint un niveau suffisant pour permettre le
développement d’organismes marins capables de respirer. Plus tard, environ
400 millions d’années avant notre ère, l’atmosphère renfermait suffisamment
d’oxygène pour permettre l’évolution d’animaux terrestres aérobies.

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COMPOSANTS MINEURS ET POLLUANTS

La proportion de vapeur d’eau contenue dans l’air peut varier sensiblement en fonction de la température et de l’humidité relative. Pour une humidité relative de cent pour cent, la teneur de l’air en vapeur d’eau oscille entre 190 parties par million (ppm) à - 40 °C et
42 000 ppm à 30 °C. D’autres gaz en quantités minimes tels que l’ammoniac, l’hydrogène sulfuré, etles oxydes de soufre et d’azote sont des constituants temporaires de
l’atmosphère à proximité des volcans ; ces gaz sont éliminés de l’air par
la pluie ou la neige. Les oxydes et autres polluants rejetés dans l’atmosphère
par les usines, le chauffage domestique et les véhicules sont cependant devenus
un réel sujet de préoccupation compte tenu de leurs effets dévastateurs sous la
forme de pluies acides. De plus, il est tout à fait probable que l’augmentation
constante de dioxyde de carbone dans l’atmosphère — provenant essentiellement de la combustion de combustibles fossiles — aura des conséquences climatiques en raison du phénomène d’effet de serre.
La forte augmentation du volume de méthane dans l’atmosphère est une autre cause d’inquiétude. Les quantités de méthane ont augmenté de 11 p. 100 depuis 1978. Environ 80 p. 100 de ce gaz provient de phénomènes de décomposition dans les rizières, les marais, les intestins des ruminants, ou sont produits par les termites tropicaux. Outre le fait qu’il accentue l’effet de serre, le méthane réduit le nombre d’ions hydroxyles
(radical OH) dans l’atmosphère, diminuant par là même la capacité de
l’atmosphère à éliminer elle-même les polluants.

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LA COUCHE D'OZONE

L’étude d’échantillons d’air montre que, jusqu’à au moins 90 km d’altitude, la composition de l’atmosphère est sensiblement identique à celle que l’on trouve au niveau du sol, les mouvements incessants provoqués par les courants atmosphériques neutralisant la tendance des gaz lourds à rester en-dessous des gaz légers. Dans les basses couches de l’atmosphère, l’ozone, molécule formée de trois atomes (O₃), est en général présent en de très faibles concentrations. La couche de l’atmosphère située entre 20 et 50 km renferme davantage d’ozone, produit par l’action des rayonnements ultraviolets du Soleil. Pourtant, même dans cette couche, le pourcentage d’ozone ne dépasse pas 0,001
en volume. Les perturbations atmosphériques et les courants d’air descendants
transportent des quantités variables de cet ozone vers la surface de la Terre. L’activité humaine accroît la quantité d’ozone dans la basse atmosphère où constitue un agent de
pollution pouvant porter atteinte à la santé des personnes et causer de graves
dommages aux cultures.
Au début des années soixante-dix, la couche d’ozone est
devenue un autre sujet de préoccupation lorsque des études semblèrent montrer
que d’importantes quantités de chlorofluorocarbures (CFC) ou chlorofluorométhanes, utilisés comme agents réfrigérants ou comme propulseurs dans les bombes aérosol, se répandaient en grande quantité dans l’atmosphère, y provoquant, sous l’action du Soleil, une attaque photochimique et détruisant l’ozone stratosphérique qui protège la surface de la Terre des rayonnements ultraviolets. En réaction à ce constat, les industriels des pays industrialisés ont dû remplacer les chlorofluorocarbures partout où leur utilisation n’était pas indispensable.

[b]Collection Microsoft Encarta 2004.