Une simple molécule dans l'atmosphère qui agit comme un "détergent" pour décomposer le méthane et d'autres gaz à effet de serre s'est avérée se recycler pour maintenir une présence mondiale stable face à l'augmentation des émissions, selon de nouvelles recherches de la NASA. Comprendre son rôle dans l'atmosphère est essentiel pour déterminer la durée de vie du méthane, un puissant contributeur au changement climatique.

Le radical hydroxyle (OH), une molécule composée d'un atome d'hydrogène, un atome d'oxygène avec un électron libre (ou non apparié) est l'un des gaz les plus réactifs de l'atmosphère et décompose régulièrement d'autres gaz, mettant effectivement fin à leur vie. De cette façon, OH est le principal contrôle de la concentration de méthane, un puissant gaz à effet de serre qui n'est dépassé que par le dioxyde de carbone pour contribuer à l'augmentation des températures mondiales.

Avec l'augmentation des émissions de méthane dans l'atmosphère, les scientifiques pensaient historiquement que cela pourrait entraîner l'utilisation de la quantité de radicaux hydroxyles à l'échelle mondiale et, par conséquent, prolonger la durée de vie du méthane, actuellement estimé à neuf ans. Cependant, en plus d'examiner globalement les sources primaires d'OH et la quantité de méthane et d'autres gaz qu'il décompose, cette nouvelle recherche prend en compte les sources secondaires d'OH, le recyclage qui se produit après que l'OH décompose le méthane et se reforme en présence d'autres gaz, ce qui a déjà été observé à l'échelle régionale.

"Les concentrations en OH sont assez stables dans le temps, " a déclaré Julie Nicely, chimiste de l'atmosphère et auteure principale au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Lorsque l'OH réagit avec le méthane, il ne disparaît pas nécessairement en présence d'autres gaz, en particulier les oxydes d'azote (NO et NO 2 ). Les produits de décomposition de sa réaction avec le méthane réagissent avec NO ou NO 2 pour réformer OH. Ainsi, OH peut se recycler dans l'atmosphère."

Les oxydes d'azote sont un ensemble de plusieurs gaz qui contribuent au recyclage de l'OH dans l'atmosphère, selon les recherches de Nicely, publié dans le Journal of Geophysical Research :Atmosphères . Elle et ses collègues ont utilisé un modèle informatique informé par des observations satellitaires de divers gaz de 1980 à 2015 pour simuler les sources possibles d'OH dans l'atmosphère. Il s'agit notamment des réactions avec les oxydes d'azote susmentionnés, vapeur d'eau et ozone. Ils ont également testé une source potentielle inhabituelle de nouvel OH :l'élargissement des régions tropicales de la Terre.

L'OH dans l'atmosphère se forme également lorsque la lumière ultraviolette atteint la basse atmosphère et réagit avec la vapeur d'eau (H 2 O) et l'ozone (O 3 ) pour former deux molécules OH. Sur les tropiques, la vapeur d'eau et la lumière ultraviolette sont abondantes. Les tropiques, qui s'étendent sur la région de la Terre de part et d'autre de l'équateur, ont montré des signes d'élargissement plus au nord et au sud de leur aire de répartition actuelle, probablement en raison de la hausse des températures affectant les modèles de circulation de l'air. Cela signifie que la région tropicale préparée pour la création d'OH augmentera potentiellement avec le temps, conduisant à une plus grande quantité d'OH dans l'atmosphère. Ce processus d'élargissement tropical est lent, cependant, ne s'étendant que de 0,5 à 1 degré de latitude tous les 10 ans. Mais le petit effet peut quand même être important, selon Nicely.

Elle et son équipe ont découvert que, individuellement, l'effet d'élargissement tropical et le recyclage d'OH par réaction avec d'autres gaz comprennent chacun une source relativement petite d'OH, mais ensemble, ils remplacent essentiellement l'OH utilisé dans la décomposition du méthane.

« L'absence de tendance dans l'OH global est surprenante, " a déclaré le chimiste atmosphérique Tom Hanisco à Goddard qui n'était pas impliqué dans la recherche. " La plupart des modèles prédisent un " effet de rétroaction " entre l'OH et le méthane. Dans la réaction de OH avec le méthane, OH est également supprimé. L'augmentation du NO 2 et d'autres sources d'OH, comme l'ozone, annuler cet effet attendu. » Mais puisque cette étude porte sur les trente-cinq dernières années, il n'est pas garanti qu'à mesure que l'atmosphère continue d'évoluer avec le changement climatique mondial, les niveaux d'OH continueront à se recycler de la même manière à l'avenir, il a dit.

Finalement, Joliment considère les résultats comme un moyen d'affiner et de mettre à jour les hypothèses formulées par les chercheurs et les modélisateurs climatiques qui décrivent et prédisent comment l'OH et le méthane interagissent dans l'atmosphère. "Cela pourrait apporter des éclaircissements sur la question de savoir si les concentrations de méthane continueront d'augmenter à l'avenir? Ou vont-elles se stabiliser, ou peut-être même diminuer ? C'est une question majeure concernant le climat futur à laquelle nous ne connaissons vraiment pas la réponse, " elle a dit.