Plus tôt cette année, les Nations Unies ont annoncé des des nouvelles positives sur l'environnement :La couche d'ozone, qui protège la Terre des rayons ultraviolets nocifs du soleil, et qui a été gravement appauvri par des décennies d'origine humaine, produits chimiques destructeurs d'ozone, est sur la voie du rétablissement.

Le revirement spectaculaire est le résultat direct des réglementations établies par le Protocole de Montréal de 1987, un traité mondial en vertu duquel presque tous les pays du monde, y compris les États-Unis, agi avec succès pour interdire la production de chlorofluorocarbures (CFC), les principaux agents de l'appauvrissement de la couche d'ozone. Grâce à cet effort international soutenu, les Nations Unies projettent que la couche d'ozone est susceptible de guérir complètement vers le milieu du siècle.

Mais une nouvelle étude du MIT, Publié dans Géosciences de la nature , identifie une autre menace pour la reconstitution de la couche d'ozone :le chloroforme, une substance incolore, composé odorant principalement utilisé dans la fabrication de produits tels que le téflon et divers réfrigérants. Les chercheurs ont découvert qu'entre 2010 et 2015, les émissions et les concentrations de chloroforme dans l'atmosphère mondiale ont considérablement augmenté.

Ils ont pu retracer la source de ces émissions jusqu'en Asie de l'Est, où il apparaît que la production de produits à base de chloroforme est en hausse. Si les émissions de chloroforme continuent d'augmenter, les chercheurs prédisent que la récupération de la couche d'ozone pourrait être retardée de quatre à huit ans.

"[La récupération de l'ozone] n'est pas aussi rapide que les gens l'espéraient, et nous montrons que le chloroforme va encore le ralentir, " dit le co-auteur Ronald Prinn, le professeur TEPCO des sciences de l'atmosphère au MIT. "Nous obtenons maintenant ces petites histoires parallèles qui disent, juste une minute, les espèces augmentent qui ne devraient pas augmenter. Et certainement une conclusion ici est que cela doit être examiné. »

Xuekun Fang, un post-doctorant senior dans le groupe Prinn, est l'auteur principal de l'article, qui comprend des chercheurs de Corée du Sud, Japon, Angleterre, Australie, et la Californie.

Court séjour, grande montée

Le chloroforme fait partie d'une classe de composés appelés "substances à très courte durée de vie" (VSLS), pour leur séjour relativement bref dans l'atmosphère (environ cinq mois pour le chloroforme). Si le produit chimique devait s'attarder, il serait plus susceptible d'être projeté dans la stratosphère, où il serait, comme les CFC, se décomposer en chlore destructeur d'ozone. Mais comme il est généralement admis que le chloroforme et les autres VSLS sont peu susceptibles de causer de réels dommages à l'ozone, le Protocole de Montréal ne prévoit pas de réglementer les composés.

"Mais maintenant que nous sommes au stade où les émissions des composés à plus longue durée de vie diminuent, la poursuite de la récupération de la couche d'ozone peut être ralentie par des sources relativement petites, comme les espèces à très courte durée de vie - et il y en a beaucoup, " dit Prinn.

Prinn, Croc, et leurs collègues surveillent ces composés, avec d'autres gaz traces, avec l'Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE), un réseau de stations côtières et de montagne à travers le monde qui mesure en continu la composition de l'atmosphère mondiale depuis 1978.

Il y a 13 stations actives dispersées dans le monde, y compris en Californie, L'Europe , Asie, et l'Australie. A chaque gare, les entrées d'air au sommet de tours de 30 pieds de haut aspirent de l'air environ 20 fois par jour, et les chercheurs utilisent des instruments automatisés pour analyser les concentrations atmosphériques de plus de 50 gaz à effet de serre et destructeurs d'ozone. Avec des stations dans le monde surveillant les gaz à une fréquence aussi élevée, AGAGE fournit un moyen très précis d'identifier quelles émissions pourraient augmenter et d'où ces émissions peuvent provenir.

Lorsque Fang a commencé à parcourir les données AGAGE, il a remarqué une tendance à la hausse des concentrations de chloroforme dans le monde entre 2010 et 2015. Il a également observé environ trois fois la quantité de chloroforme atmosphérique dans l'hémisphère nord par rapport à l'hémisphère sud, suggérant que la source de ces émissions provenait quelque part dans l'hémisphère nord.

A l'aide d'un modèle atmosphérique, Les collaborateurs de Fang sur le papier ont estimé qu'entre 2000 et 2010, les émissions mondiales de chloroforme sont restées à environ 270 kilotonnes par an. Cependant, ce nombre a commencé à grimper après 2010, atteignant un sommet de 324 kilotonnes par an en 2015. Fang a observé que la plupart des stations du réseau AGAGE n'ont pas mesuré des augmentations substantielles de l'ampleur des pics de chloroforme, indiquant des augmentations négligeables des émissions dans leurs régions respectives, y compris l'Europe, Australie, et l'ouest des États-Unis. Cependant, deux stations en Asie de l'Est—une à Hateruma, Japon, et l'autre à Gosan, La Corée du Sud a montré des augmentations spectaculaires de la fréquence et de l'ampleur des pics de gaz appauvrissant la couche d'ozone.

L'augmentation des émissions mondiales de chloroforme semblait, alors, venir d'Asie de l'Est. Pour aller plus loin, l'équipe a utilisé deux modèles atmosphériques tridimensionnels différents qui simulent le mouvement des gaz et des produits chimiques, étant donné les schémas de circulation mondiale. Chaque modèle peut essentiellement retracer les origines d'une certaine parcelle d'air. Fang et ses collègues ont introduit les données AGAGE de 2010 à 2015 dans les deux modèles et ont découvert qu'ils étaient tous les deux d'accord sur la source du chloroforme :l'Asie de l'Est.

"Nous concluons que l'est de la Chine peut expliquer presque toute l'augmentation mondiale, " dit Fang. " Nous avons également constaté que les principales usines de production de chloroforme et les zones industrialisées en Chine sont spatialement corrélées avec les points chauds d'émissions. Et certains rapports industriels montrent que l'utilisation du chloroforme a augmenté, bien que nous ne soyons pas tout à fait clairs sur la relation entre la production et l'utilisation de chloroforme, et l'augmentation des émissions de chloroforme."

"Une cohérence malheureuse"

L'année dernière, des chercheurs du Royaume-Uni ont signalé la menace potentielle pour la couche d'ozone d'une autre substance à très courte durée de vie, dichlorométhane, lequel, comme le chloroforme, est utilisé comme matière première pour produire d'autres produits chimiques industriels. Ces chercheurs ont estimé comment les niveaux d'ozone et de chlore dans la stratosphère changeraient avec l'augmentation des niveaux de dichlorométhane dans l'atmosphère.

Fang et ses collègues ont utilisé des méthodes similaires pour évaluer l'effet de l'augmentation des niveaux de chloroforme sur la récupération de l'ozone. Ils ont constaté que si les concentrations restaient stables aux niveaux de 2015, l'augmentation observée de 2010 à 2015 retarderait la récupération de l'ozone d'environ cinq mois. Si, cependant, les concentrations devaient continuer à grimper comme elles l'ont fait jusqu'en 2050, cela retarderait de quatre à huit ans une guérison complète de la couche d'ozone.

Le fait que l'augmentation du chloroforme provienne de l'Asie de l'Est ajoute une urgence supplémentaire à la situation. Cette région est particulièrement sensible aux moussons, typhons, et d'autres tempêtes extrêmes qui pourraient donner au chloroforme et à d'autres espèces à courte durée de vie un coup de pouce dans la stratosphère, où ils finiraient par se décomposer en chlore qui ronge l'ozone.

"Il y a une cohérence malheureuse entre l'endroit où le chloroforme est émis et l'endroit où il y a des tempêtes fréquentes qui percent le sommet de la troposphère et pénètrent dans la stratosphère, " dit Prinn. " Alors, une plus grande fraction de ce qui est libéré en Asie de l'Est pénètre dans la stratosphère que dans d'autres parties du monde."

Fang et Prinn disent que l'étude est un "avertissement" aux scientifiques et aux régulateurs que le voyage vers la réparation de la couche d'ozone n'est pas encore terminé.

"Notre article a révélé que le chloroforme dans l'atmosphère augmente, et nous avons identifié les régions de cette augmentation des émissions et les impacts potentiels sur la future récupération de l'ozone, " dit Fang. " Il faudra donc peut-être établir de futures réglementations pour ces espèces à courte durée de vie. "

"C'est le moment de le faire, quand c'est en quelque sorte le début de cette tendance, " ajoute Prinn. " Sinon, vous obtiendrez de plus en plus de ces usines construites, c'est ce qui s'est passé avec les CFC, où de plus en plus d'utilisations finales ont été trouvées au-delà des réfrigérants. Pour le chloroforme, les gens y trouveront sûrement d'autres utilisations."