Le trou dans la couche d’ozone a été établi en 1985 par des scientifiques du British Antarctic Survey qui montrèrent la lente dégradation des niveaux d’ozone au-dessus de l’Antarctique au regard de la décennie précédente. Cette situation fut rapidement identifiée comme un problème environnemental majeur et l’on ne tarda pas à désigner le coupable : l’utilisation incontrôlée des chlorofluorocarbures (ou CFC).
À la suite de cette découverte, le Protocole de Montréal, qui instaurait l’interdiction de l’utilisation des CFC, fut adopté et entra en vigueur en 1989. Aujourd’hui, 27 années plus tard, mes collègues et moi-même venons d’établir que le trou dans la couche d’ozone commence à se résorber.
Les CFC appartiennent à une catégorie de composés chimiques non toxiques et non inflammables ; ils ont été développés dans les années 1930 comme une alternative plus sûre à l’usage de substances très dangereuses, comme l’ammoniac pour la réfrigration ou encore les gaz propulseurs dans les vaporisateurs.
L’atome de chlore contenu dans les CFC est le composant responsable de la destruction de l’ozone. Le chlore n’est présent dans l’atmosphère haute qu’en très petite quantité ; il apparaît en général à la surface de la Terre – dans le sel (chlorure de sodium) des embruns, par exemple – dans des formes hydrosolubles qui se trouvent « lavées » de l’atmosphère par la neige et la pluie. Les CFC, eux, ne sont pas hydrosolubles ; c’est la raison pour laquelle ils amènent très efficacement le chlore très haut dans la stratosphère, là où se trouve la couche d’ozone. Une fois dans la stratosphère, le rayonnement ultraviolet libère l’atome de chlore qui détruit l’ozone.
La présence d’un trou dans la couche d’ozone en Antarctique s’explique du fait qu’il s’agit de la partie la plus froide sur Terre : il y fait si froid que des nuages se forment dans la stratosphère. Ces derniers fournissent de la sorte une surface sur laquelle le chlore contenu dans les CFC peut détruire la couche d’ozone très efficacement. Avec l’ensoleillement, cette chimie particulière fait du printemps (de fin août à octobre) la saison où la raréfaction de l’ozone s’avère la plus forte.
La couche d’ozone en convalescence
Notre étude, conduite par la professeure Susan Solomon du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et des confrères du National Centre for Atmospheric Research à Boulder, au Colorado, montre que l’accord signé rapidement au niveau mondial et mis en place dans le cadre du Protocole de Montréal a porté ses fruits. Approuvé par tous les pays, il s’agit du premier traité ratifié de manière universelle dans l’histoire des Nations unies.
Nous avons établi que la taille moyenne du trou situé en Antarctique (pour le mois de septembre) était passée de 20 millions de km2 à 16 millions de km2 depuis 2000. D’autres résultats indiquent encore que la couche d’ozone est convalescente, le trou s’agrandissant dix jours plus tard qu’en 2000. Ces observations prennent tout leur sens dans le cadre de nos modélisations informatiques qui nous ont permis d’affirmer que plus de la moitié de la réduction du trou était imputable à une utilisation moindre des CFC.
Si cette réduction possède un caractère évident, son ampleur varie d’une année sur l’autre. Ceci est en partie dû aux effets des éruptions volcaniques. Ainsi, l’un des trous les plus conséquents a été observé en octobre 2015 à la suite de l’éruption du volcan chilien Calbuco. Le mécanisme par lequel ces événements influencent les niveaux d’ozone est bien connu : les éruptions libèrent de l’anhydride sulfureux, qui se transforme en minuscules particules volantes favorisant les conditions de destruction de l’ozone par le chlore.
Ce qui est surprenant dans le cas du Calbuco, c’est qu’il s’agit d’une éruption relativement modeste ; ceci montre bien la nécessité de renseigner ce type d’incidents volcaniques aussi précisément que possible dans le cadre des recherches sur la restauration de la couche d’ozone.
Sans s’attarder sur ces variations annuelles, il désormais clair que la décision prise il y a un peu moins de 30 ans pour bannir le recours aux CFC était la bonne. Cette action rapide montre ses effets positifs sur la formation du trou, dont on peut penser qu’il aura totalement disparu d’ici à 2050.
À l’heure où ce problème est en train de se régler, il faut cependant se préparer aux effets du changement climatique causé par les activités humaines. Et si le trou dans la couche d’ozone constitue un problème gérable impliquant un seul produit industriel, les facteurs à l’origine du dérèglement climatique sont, eux, beaucoup plus vastes et impliquent des structures industrielles qui valent des trillions. Le plus dur reste donc à faire ; néanmoins, la restauration de la couche d’ozone nous enseigne que des réponses collectives existent… et fonctionnent.