Les scientifiques du MIT ont découvert que les chlorofluorocarbures appauvrissant la couche d'ozone, ou CFC, rester dans l'atmosphère moins longtemps que prévu. Leur étude suggère que les CFC, qui ont été globalement éliminés en 2010, devrait circuler à des concentrations beaucoup plus faibles que ce qui a été mesuré récemment.

Les nouveaux résultats, publié aujourd'hui dans Communication Nature , implique que nouveau, la production illégale de CFC s'est probablement produite ces dernières années. Spécifiquement, l'analyse indique de nouvelles émissions de CFC-11, CFC-12, et CFC-113. Ces émissions seraient en violation du protocole de Montréal, le traité international conçu pour éliminer progressivement la production et la consommation de CFC et d'autres produits chimiques nocifs pour la couche d'ozone.

Les estimations de la présente étude sur les nouvelles émissions mondiales de CFC-11 sont plus élevées que ce que rapportent les études précédentes. Il s'agit également de la première étude à quantifier les nouvelles émissions mondiales de CFC-12 et CFC-113.

"Nous trouvons que les émissions totales provenant de la nouvelle production sont de l'ordre de 20 gigagrammes par an pour chacune de ces molécules, " dit l'auteur principal Megan Lickley, un post-doctorant au Département de la Terre du MIT, Atmosphérique, et sciences planétaires. "C'est plus élevé que ce que les scientifiques précédents ont suggéré pour le CFC-11, et identifie également les nouvelles émissions probables de CFC-12 et 113, qui avait été négligé auparavant. Parce que les CFC sont des gaz à effet de serre si puissants et détruisent la couche d'ozone, ce travail a des implications importantes pour la santé de notre planète."

Les co-auteurs de l'étude incluent Sarah Fletcher de l'Université de Stanford, Matt Rigby à l'Université de Bristol, et Susan Salomon, le professeur Lee et Geraldine Martin d'études environnementales au département de la Terre du MIT, Sciences atmosphériques et planétaires.

Miser sur la vie

Avant leur élimination mondiale, Les CFC étaient largement utilisés dans la fabrication de réfrigérants, aérosols, solvants chimiques, et l'isolation des bâtiments. Lorsqu'ils sont émis dans l'atmosphère, les produits chimiques peuvent atteindre la stratosphère, où ils interagissent avec la lumière ultraviolette pour libérer des atomes de chlore, les agents puissants qui érodent l'ozone protecteur de la Terre.

Aujourd'hui, Les CFC sont principalement émis par les « banques »—les vieux réfrigérateurs, climatiseurs, et des isolants qui ont été fabriqués avant l'interdiction des produits chimiques et qui, depuis, laissent lentement échapper des CFC dans l'atmosphère. Dans une étude publiée l'année dernière, Lickley et ses collègues ont calculé la quantité de CFC restant dans les banques aujourd'hui.

Ils l'ont fait en développant un modèle qui analyse la production industrielle de CFC au fil du temps, et à quelle vitesse divers types d'équipement libèrent des CFC au fil du temps, pour estimer la quantité de CFC stockés dans les banques. Ils ont ensuite incorporé les valeurs recommandées actuelles pour la durée de vie des produits chimiques afin de calculer les concentrations de CFC dérivés des banques qui devraient se trouver dans l'atmosphère au fil du temps. La soustraction de ces émissions bancaires aux émissions mondiales totales devrait donner lieu à tout imprévu, production illégale de CFC. Dans leur nouveau papier, les chercheurs ont cherché à améliorer les estimations de la durée de vie des CFC.

« Les meilleures estimations actuelles des durées de vie atmosphériques ont de grandes incertitudes, " Lickley dit. "Cela implique que les émissions mondiales ont également de grandes incertitudes. Pour affiner nos estimations des émissions mondiales, nous avons besoin d'une meilleure estimation des durées de vie atmosphériques."

Pic mis à jour

Plutôt que de considérer les durées de vie et les émissions de chaque gaz séparément, comme le font la plupart des modèles, l'équipe a examiné le CFC-11, 12, et 113 ensemble, afin de tenir compte de processus atmosphériques similaires qui influencent leur durée de vie (comme les vents). Ces processus ont été modélisés par sept modèles chimie-climat différents, dont chacun fournit une estimation de la durée de vie atmosphérique du gaz au fil du temps.

"Nous commençons par supposer que les modèles sont tous également probables, " Lickley dit. "Ensuite, nous mettons à jour la probabilité de chacun de ces modèles, sur la base de leur correspondance avec les observations des concentrations de CFC prises de 1979 à 2016."

Après avoir inclus ces durées de vie modélisées par la chimie et le climat dans un modèle de simulation bayésien de production et d'émissions, l'équipe a pu réduire l'incertitude dans leurs estimations de durée de vie. Ils ont calculé les durées de vie du CFC-11, 12, et 113 à 49 ans, 85 ans, et 80 ans, respectivement, par rapport aux meilleures valeurs actuelles de 52, 100, et 85 ans.

« Parce que nos estimations sont plus courtes que les valeurs actuellement recommandées, cela implique que les émissions sont probablement plus élevées que les meilleures estimations, " dit Lickley.

Pour tester cette idée, l'équipe a examiné comment les durées de vie plus courtes des CFC affecteraient les estimations d'émissions inattendues, notamment entre 2014 et 2016. Durant cette période, les chercheurs ont précédemment identifié un pic d'émissions de CFC-11 et ont par la suite retracé la moitié de ces émissions jusqu'à l'est de la Chine. Les scientifiques ont depuis observé une diminution des émissions de cette région, indiquant que toute production illégale y a cessé, bien que la source des émissions inattendues restantes soit encore inconnue.

Lorsque Lickley et ses collègues ont mis à jour leurs estimations des émissions des banques de CFC et les ont comparées aux émissions mondiales totales pour cette période de trois ans, ils ont trouvé des preuves pour de nouveaux, des émissions inattendues de l'ordre de 20 gigagrammes, ou 20 milliards de grammes, pour chaque produit chimique.

Les résultats suggèrent qu'au cours de cette période, il y avait du nouveau, production illégale de CFC-11 supérieure aux estimations précédentes, en plus de la nouvelle production de CFC-12 et 113, qui n'avait pas été vu auparavant. Ensemble, Lickley estime que ces nouvelles émissions de CFC sont équivalentes aux émissions annuelles totales de gaz à effet de serre émises par le Royaume-Uni.

Il n'est pas tout à fait surprenant de trouver des émissions inattendues de CFC-12, car le produit chimique est souvent coproduit dans des procédés de fabrication qui émettent du CFC-11. Pour le CFC-113, l'utilisation du produit chimique est autorisée en vertu du Protocole de Montréal comme matière première pour fabriquer d'autres produits chimiques. Mais l'équipe calcule que les émissions inattendues de CFC-113 sont environ 10 fois plus élevées que ce que le traité permet actuellement.

"Avec les trois gaz, les émissions sont bien inférieures à ce qu'elles étaient à leur pic, " Lickley dit. "Mais ce sont des gaz à effet de serre très puissants. Livre pour livre, ils ont cinq à dix, 000 fois plus d'un produit chimique de réchauffement climatique que le dioxyde de carbone. Et nous sommes actuellement confrontés à une crise climatique où chaque source d'émission que nous pouvons réduire aura un impact durable sur le système climatique. En ciblant ces CFC, nous réduirions essentiellement une certaine contribution au changement climatique. »