La fumée des feux de forêt extrêmes pose une nouvelle menace pour la couche d’ozone, selon des recherches

L’ozone recouvre la Terre dans une couche invisible de 9 à 18 miles au-dessus du sol, absorbant le dangereux rayonnement ultraviolet du soleil. Les radiations endommagent les cellules vivantes, et la recherche a établi un lien entre une diminution des niveaux d’ozone et une augmentation de l’incidence du cancer de la peau et des cataractes chez l’homme. Une baisse de 10% de l’ozone atmosphérique pourrait entraîner 304 500 cas supplémentaires de cancer de la peau dans le monde, selon l’Organisation mondiale de la santé.

Chez d’autres organismes, l’exposition aux rayons ultraviolets a été liée à des dommages au développement des amphibiens et à des perturbations de la croissance des plantes.

La saison des incendies intenses au cours de «l’été noir» de 2019 et 2020 a projeté des particules de fumée humide dans la stratosphère, où elles ont déclenché des réactions chimiques qui ont rongé l’ozone, selon la recherche.

“Nous avons remarqué des changements sans précédent dans la composition atmosphérique”, a déclaré le co-auteur de l’étude, Peter Bernath, chimiste de l’atmosphère à l’Université Old Dominion de Norfolk, en Virginie. “La nouveauté est que la fumée de la stratosphère provoque ces changements.”

La nouvelle recherche corrobore et étend les travaux d’une autre étude récente, publiée plus tôt ce mois-ci dans Actes de l’Académie nationale des sciences.

“Les deux articles pointent vers des mesures par satellite qui montrent que l’ozone atmosphérique est affecté par les incendies de forêt”, a déclaré Susan Solomon, chimiste atmosphérique au Massachusetts Institute of Technology et responsable de l’étude précédente. Cette recherche a calculé une baisse globale des niveaux d’ozone d’environ 1 % au-dessus des latitudes moyennes de l’hémisphère sud en mars 2020. L’équipe du Dr Solomon comprenait le Dr Bernath.

La hausse des températures mondiales et des conditions plus sèches entraînent des incendies de forêt massifs plus fréquents dans le monde, selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, un organe scientifique convoqué par les Nations Unies. Les scientifiques ont utilisé le domaine émergent de la science de l’attribution – qui utilise des outils mathématiques rigoureux pour évaluer si les événements météorologiques extrêmes sont influencés par le changement climatique – pour montrer que le changement climatique a contribué à la gravité des incendies en Australie pendant le “Black Summer”.

La fréquence des incendies de forêt extrêmes augmentera probablement de 30 % d’ici 2050, selon un rapport publié en février par le Programme des Nations Unies pour l’environnement. Aux États-Unis, les saisons des incendies s’allongent et les incendies s’agrandissent. Les changements liés au climat ont doublé la superficie brûlée dans les incendies de forêt dans l’ouest des États-Unis entre 1984 et 2015, selon une évaluation nationale du climat de 2018, qui résume l’état de la science du climat en mettant l’accent sur les États-Unis.

Pour l’étude scientifique, le Dr Bernath et ses collègues ont utilisé des données satellitaires pour suivre les niveaux d’ozone atmosphérique aux latitudes moyennes de l’hémisphère sud de janvier à décembre 2020. Les niveaux ont commencé à baisser en avril mais ont mis huit mois à se rétablir complètement, ils ont trouvé . L’équipe de recherche a également mesuré une augmentation des composés chlorés destructeurs d’ozone pendant cette période.

“De toute évidence, ces incendies produisent une chimie que nous ne comprenons pas encore parfaitement, qui est capable d’activer le chlore et de vous donner plus de perte d’ozone que vous n’en auriez autrement”, a déclaré le Dr Solomon à propos de l’appauvrissement de la couche d’ozone lié aux incendies de forêt.

Bien que la réduction de l’ozone observée en conjonction avec les incendies de forêt en Australie ait été temporaire, les chercheurs ont déclaré que de grands incendies de forêt pourraient constituer une menace persistante pour les niveaux d’ozone mondiaux.

Selon les chercheurs, les changements ont été déclenchés par la présence de particules de fumée aspirées dans la haute atmosphère par des nuages ​​​​d’orage “pyrocumulonimbus” provoqués par le feu. Ces nuages ​​​​en forme d’enclume aspirent la fumée des feux de forêt et la propulsent haut dans l’atmosphère, un peu comme les éruptions volcaniques propulsent les cendres à des kilomètres de hauteur.

“Il canalise la fumée vers le haut à travers cet orage très grand, puis l’injecte à n’importe quelle altitude que l’orage atteint”, a déclaré David Peterson, météorologue au US Naval Research Laboratory qui n’a pas participé à la nouvelle recherche.

Drs. Bernath et Solomon émettent l’hypothèse que les particules de fumée offraient des surfaces appropriées sur lesquelles les réactions chimiques pouvaient se produire efficacement. “La présence des particules permet au chlore d’être plus destructeur envers l’ozone qu’il ne le serait autrement, et c’est pourquoi c’est préoccupant”, a déclaré le Dr Solomon.

Certaines des étapes chimiques sous-jacentes ne sont toujours pas claires et devront être reproduites en laboratoire pour être mieux comprises, a déclaré le Dr Bernath.

Les nuages ​​orageux générés par le feu n’ont été reconnus comme un phénomène qu’au cours de la dernière décennie, et leurs effets sur l’atmosphère sont mal compris. L’incendie en Australie a été remarquable car il a duré des mois et a provoqué un nombre record de panaches de ce type.

“Les effets chimiques et les transformations chimiques de la fumée dans la stratosphère – c’est tout à fait nouveau en termes d’effets de ces panaches géants”, a déclaré le Dr Peterson, un expert des nuages ​​pyrocumulonimbus.

Dans les années 1970, les scientifiques ont commencé à remarquer que les produits chimiques contenant du chlore et du fluor dans les produits de consommation et les réfrigérants érodaient la couche d’ozone, entraînant une augmentation du rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre. En 1987, 197 pays ont signé le Protocole de Montréal, un traité international interdisant l’utilisation de certains composés destructeurs d’ozone. Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont signalé que les niveaux d’ozone étaient en voie de guérison, prévoyant que la couche pourrait se rétablir d’ici 2060 environ.

Mais des incendies de forêt suralimentés menacent ce rebond.

“Il est juste de dire que, au moins pendant quelques mois, ces incendies de forêt ont annulé la dernière décennie de tous les efforts que nous avons déployés sur le Protocole de Montréal”, a déclaré le Dr Solomon, qui dans les années 1980 a déchiffré la chimie atmosphérique liée à le trou d’ozone de l’Antarctique. “Je pense qu’il y a toutes les raisons de croire que cela va se produire plus souvent, et cela va agir pour ralentir la reprise de l’appauvrissement de la couche d’ozone.”

Écrire à Nidhi Subbaraman à [email protected]