Dans cette série d’article nous aborderons une à une chaque limite, nous expliquerons ses enjeux et proposerons des solutions à travers l'investissement. La troisième de ces limites est la destruction de l’ozone stratosphérique ou plus communément appelé, la couche d’ozone.
Le modèle des 9 limites planétaires (planetary boundaries) est publié en 2009, dans les revues Nature et Ecology and Society. Il a été établi par une équipe internationale de 26 chercheurs, menés par Johan Rockström du Stockholm Resilience Centre et Will Steffen de l'Université Nationale Australienne.
Ce modèle identifie 9 seuils que nous ne devons pas franchir si nous souhaitons continuer à nous développer dans des conditions favorables. C’est-à-dire, en évitant les modifications brutales, non-linéaires, difficilement prévisibles, et potentiellement catastrophiques de l’environnement comme le furent en 2021, la tempête de neige Filomena à Madrid ou encore le dôme de chaleur suivi d'incendies en Colombie Britannique, au Canada. Ce nouveau modèle de mesure de l’empreinte écologique des hommes servira par la suite à caractériser l’anthropocène* ou encore l’économie du Donut**.
La destruction de l’ozone stratosphérique sur la place publique
Chaque année, le 16 Septembre est un jour consacré à la protection de la couche d’ozone.
L’ozone stratosphérique protège la surface de la Terre contre les rayons solaires, mais cette couche protectrice s’est amincie, permettant la pénétration de rayons ultraviolets à des niveaux de concentration nocifs. La destruction de la couche d’ozone est un problème largement connu de la communauté scientifique comme du grand public puisqu’un trou dans la couche d’ozone en antarctique a été identifié dans les années 1970 et se forme chaque année depuis, en septembre. L’amincissement de la couche d’ozone est plus marqué dans les régions polaires et moins marqué près de l’équateur.
Après la convention de Vienne sur la protection de la couche d'ozone rédigée le 22 mars 1985, le protocole de Montréal est adopté en 1989. Il a pour objectif de réduire et à terme d'éliminer complètement les substances qui réduisent la couche d'ozone (SACO). À la fin de 2005, les Parties au Protocole de Montréal avaient réussi à éliminer la production et la consommation de plus de 95 % des SACO — utilisées comme réfrigérants ou propulseurs d’aérosol, ou à d’autres fins.
Selon l’équipe de scientifiques à l’origine du modèle des limites planétaires, la réduction de la couche d’ozone stratosphérique doit rester inférieure à 5% dans la concentration en ozone par rapport au niveau pré-industriel. Aujourd’hui, on mesure une réduction d’en moyenne 3%. Cependant, même si le trou dans la couche d’ozone en antarctique se résorbe, on observe qu’un autre trou s’est formé en arctique en 2020.
La couche d’ozone : la barrière protectrice de la biodiversité
L’ozone est un gaz constitué de 3 molécules d'oxygène. Ce gaz est hautement toxique pour les espèces végétales et animales mais joue un rôle clé dans leur survie. Environ 90 % de l’ozone se trouve dans la stratosphère, couche de l’atmosphère qui commence entre 10 et 15 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre aux latitudes moyennes.
L’ozone stratosphérique forme ce qu’on appelle la couche d’ozone.
L’ozone stratosphérique absorbe certains rayons ultraviolets (UV) émis par le soleil (voir l’illustration) et protège ainsi les espèces vivantes terrestres, dont les
organismes sont altérés par le contact avec certains types d’UV. Il se forme naturellement à la suite de réactions chimiques entre les rayons UV et l’oxygène.
Cependant les concentrations excessives d’ozone en atmosphère plus basse (troposphère) sont hautement toxiques et affectent la végétation terrestre et le cycle du carbone à travers les dépôts et les effets sur le rayonnement à grande échelle, mais l'ampleur de ces effets sur le puits de carbone terrestre, la productivité de l'écosystème reste incertain. Enfin c'est également un gaz très toxique pour l’homme, il pénètre facilement jusqu'aux voies respiratoires, provoquant toux, troubles pulmonaires ou irritations oculaires.
La couche d’ozone absorbe les UV et donc de l’énergie. Cela a pour effet de réchauffer la haute atmosphère et de créer une inversion de température qui permet de conserver la vapeur d’eau dans l’enceinte de la Terre.
Par effet thermodynamique, la température diminue avec la pression et donc avec l’altitude, jusqu’à la limite de la stratosphère. Cependant grâce à la couche d’ozone, la température augmente en haute altitude, augmentant la pression et conservant la vapeur d’eau à moins de 15 km du sol, l’empêchant de s’échapper dans l’espace. ***
La destruction de l’ozone stratosphérique
Les activités humaines ont pour effet de détruire cette couche d’ozone.
L’ozone stratosphérique entre 60˚S et 60˚N a réduit de 2.2% entre les périodes 1964–1980 et 2014–2017 avec un pic sur la période 1980–1995 et continue de décliner.
- D’abord avec l’utilisation de SACO (substances appauvrissant la couche d’ozone) :
Les SACO sont des substances utilisées dans de nombreux domaines de l’industrie (confère le tableau ci-dessous):
- Mais également à cause du changement climatique :
À l’origine, on pensait que l’appauvrissement de la couche d’ozone et le changement climatique constituaient deux menaces bien distinctes. Cependant, la Commission d’évaluation environnementale chargée du Protocole de Montréal et le GIEC ont affirmé qu’il existait des preuves scientifiques concluantes attestant de l'interaction entre l’appauvrissement de la couche d’ozone et le changement climatique.
Certaines SACO (CFC, HCFC et Halon 1301), sont des gaz à fort effet de serre. L’utilisation et l’accumulation des SACO participe ainsi au changement climatique comme nous l’expliquions dans le second article sur le changement climatique. Le forçage radiatif dû à des composés halogénés était évalué à 0.41 Wm-2 en 2019. Depuis le rapport 5ème rapport du GIEC (2014) les émissions CFCs ont continué de diminuer, même si les émissions des HCFCs ont augmenté.
Enfin, le réchauffement climatique se passe dans la basse atmosphère, ce qui a pour effet d’entraîner le refroidissement de la stratosphère (la haute atmosphère). Ce refroidissement ralenti la réaction de création d’ozone et favorise la formation de trous dans la couche d’ozone au-dessus des régions polaires notamment. On suppose d’ailleurs que d’ici quelques années, le changement climatique sera la principale cause de réduction de la couche d’ozone devant l’utilisation des SACO.
L’ozone troposphérique et le réchauffement climatique
Comme expliqué précédemment, le réchauffement de la troposphère ralenti la création de l'ozone stratosphérique. Cependant il existe d’autres interactions entre le changement climatique, l’ozone et la pollution atmosphérique.
L'ozone troposphérique est à la fois un polluant et un gaz à effet de serre. Il est considéré comme un SLCF (short-lived climate forcers, un gaz à faible durée de vie - moins de 50 ans - ayant une influence sur le forçage radiatif selon le GIEC).
Si 90% de l’ozone terrestre est présent dans la stratosphère, c’est que les 10% restants se trouvent dans la troposphère. En réalité c’est parce qu’il existe une forte corrélation entre la pollution atmosphérique et la formation d’ozone en basse altitude. Certains de ces polluants, lorsqu’ils sont en présence de radiations solaires et de certains autres composés chimiques vont former de l’ozone dans la troposphère. On les appelle des précurseurs (le monoxyde de carbone, le méthane, des composés organiques non volatiles ou encore l’oxyde de nitrogène).
Au cours de la dernière décennie, les observations montrent de fortes variations régionales dans les tendances de l'ozone, des aérosols et de leurs précurseurs. Par exemple, les concentrations des polluants à l'origine de la formation de l'ozone dans l'atmosphère continuent de diminuer en Amérique du Nord, en Asie de l’Est et en Europe mais elles augmentent sur l'Asie du Sud, ou encore les concentrations mondiales de monoxyde de carbone baissent depuis longtemps alors que celles des hydrofluorocarbures sont elles en augmentation.
Enfin, si la concentration d'ozone en basse altitude a augmenté d’entre 30% et 70% dans l'hémisphère nord depuis les années 1990, dans le futur, son évolution sera principalement pilotée par les émissions de précurseurs.
Quelles sont les solutions au réchauffement climatique ?
Comme précisé dans le 6ème rapport du Giec :
“ La réduction d’émissions de gaz à effet de serre liées à des énergies fossiles va souvent main dans la main avec la réduction de la polluants de l’air comme les aérosols ou l’ozone. Leur réduction améliorera la qualité de l’air et aura d’autres effets environnementaux positifs tels que la réduction de l’acidification des océans (expliquée dans le prochain article), l'eutrophisation (expliqué dans un prochain article sur le phosphore et l’azote), et souvent la régulation de l’ozone troposphérique. “
Pour contribuer à cette limite planétaire via l’investissement il faut viser à limiter les émissions des polluants que sont les SACO, notamment en investissant dans la recherche dans les domaines cités précédemment ou encore en ciblant des investissements réduisant la pollution de l’air.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la couche d’ozone et sur les solutions d’investissement qui existent pour mitiger ce changement, vous pouvez nous contacter via le formulaire ci-dessous :
* Anthropocène : Une nouvelle époque géologique qui se caractérise par l’avènement des hommes comme principale force de changement sur Terre, surpassant les forces géophysiques.
** Economie du donut : Ce modèle économique combine le concept de limite planétaire avec celui de frontières sociales. Il propose de considérer la performance d'une économie par la mesure dans laquelle les besoins des gens sont satisfaits (plafond social) sans dépasser le plafond écologique de la Terre.
*** Si l'inversion de température n'existait pas, l’H2O serait exposé aux rayons UV. Cela aura pour effet de dissocier l’H2O en Oxygène (qui resterait sur terre) et Hydrogène qui partirait dans l’espace car trop volatile.
Quelques sources et piste pour approfondir le sujet :
- Mettre son capital au service de l'amélioration climatique de Kimpa.
- Le site du GIEC pour accéder au dernier rapport, ici.
- Le compte Twitter de Pour un réveil écologique avec un résumé des 12 chapitres du rapport du GIEC, ici.
- Page wikipédia : La couche d'ozone
