Couverture protectrice
2005/06/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
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le tout émet un rayonnement électromagnétique de toutes les longueurs d'onde, mais pas toutes arrivent à la surface terrestre. La plupart des rayonnements à haute énergie sont obstrués dans les couches supérieures de l'atmosphère. Là, les molécules sont divisées et les atomes perdent certains de leurs électrons, devenant ainsi des ions. Ainsi, au-dessus de 80 km, l'atmosphère a de nombreux ions et électrons libres. Cette partie de l'atmosphère est appelée ionosphère.
En dessous, à une hauteur de 20-25 km, se trouve la couche d'ozone qui empêche le rayonnement de courte longueur d'onde d'atteindre la surface terrestre, les rayons ultraviolets. Ses effets sont connus des dermatologues, qui provoquent un cancer et des brûlures graves sur la peau humaine. Moins de mal que presque tout s'arrête !
Bien que la couche d'ozone soit réellement protectrice et efficace, vous ne pensez pas qu'elle soit une couverture épaisse : si la surface terrestre était soumise à pression atmosphérique, elle n'aurait qu'une épaisseur de trois millimètres. Cependant, si elle disparaissait, le Soleil, notre vivant, deviendrait mortel.
L'ozone est formé par trois atomes d'oxygène qui se forment grâce à un rayonnement ultraviolet. En fait, dans la partie supérieure de l'atmosphère, la lumière ultraviolette divise la molécule d'oxygène, laissant deux atomes d'oxygène libres. Quand l'un d'eux passe dans la stratosphère et rejoint une molécule d'oxygène, la molécule d'ozone est formée. Parfois, l'atome d'oxygène est attaché à une molécule d'azote formant l'oxyde nitreux.
D'autre part, lorsque la lumière ultraviolette rencontre l'ozone, elle divise la molécule d'ozone en formant une nouvelle molécule d'oxygène et un atome d'oxygène. L'ozone est donc un cycle constant de formation et de destruction.
Le trou doit patch
Cependant, le cycle d'ozone est facilement coupé par chlore, fluor ou brome atomique. Ces éléments se trouvent dans plusieurs composés stables, principalement chlorofluorocarbones (CFC). Si les CFC atteignent la stratosphère, les rayons ultraviolets les divisent et les atomes sont libres. Un seul atome de chlore est capable de briser 100.000 molécules d'ozone.
Il faut également tenir compte des avions supersoniques, qui jettent de l'oxyde nitreux et de l'eau. En volant au bas de la stratosphère, ils sont très nuisibles à la couche d'ozone.
Sinon, la concentration d'ozone varie beaucoup avec la latitude, plus épaisse dans l'équateur et plus fine dans les pôles. Les chercheurs estiment que la concentration d'ozone dans l'hémisphère nord diminue de 4% par an. En outre, environ 4,6% de la surface terrestre manque de couche d'ozone, qui sont les trous de la couche d'ozone. Ceci signifie que dans ces endroits il n'y a aucun bouclier protégeant du rayonnement ultraviolet.
Les scientifiques ont depuis longtemps alerté sur l'impact possible de la perte de la couche d'ozone. La diminution de la densité de la couche d'ozone de 1% semble entraîner une augmentation de 3% de la probabilité de cancer de la peau. Pour éviter le risque, les gouvernements ont déjà commencé à prendre des mesures pour éviter la destruction de la couche. Les premiers étaient les Suédois, qui en 1978 ont interdit les aérosols qui endommagent la couche d'ozone.
Malgré l'ouverture ultérieure de mesures internationales, la préoccupation n'a pas disparu: En août 2003, l'Association géophysique des États-Unis signalé que la perte d'ozone de la cerne ralentissait, tandis que le trou sur l'Antarctique était le deuxième plus grand de tous les temps. De plus, ils ont vu que la couche d'ozone sur l'Arctique a été plus mince que jamais au printemps de l'hiver de cette année.
S'il est vrai que l'interdiction des CFC a été favorable, il ne faut pas oublier que la couche d'ozone est également influencée par d'autres substances utilisées par l'homme, comme les méthanes, les oxydes nitreux, les particules de sulfate, etc. Par conséquent, les chercheurs resteront attentifs à l'épaisseur de la couche pour éviter un amincissement excessif.
Chaud, chaud et chaud
En tout cas, la protection contre les radiations n'est qu'un avantage pour l'atmosphère. Et c’est que, comme le dit Fernando Mijangos, du Département de Chimie Physique de l’UPV, « l’atmosphère est la couverture de la Terre, sans elle la température moyenne de la planète serait de -18 °C ».
L'effet de serre de l'atmosphère doit avoir une température moyenne de 15ºC et que les changements de température entre la nuit et le jour ne soient pas excessifs. Il est frappant que dans l'atmosphère il n'y a guère d'autres gaz, en plus de l'azote et de l'oxygène, et pourtant certains de ces gaz qui se trouvent à de faibles concentrations sont responsables de l'effet de serre.
Du point de vue biologique, l'oxygène et l'azote sont essentiels : ils profitent de l'oxygène pour oxyder les nutriments, obtenir de l'énergie et l'azote est fondamental pour la production d'acides aminés. Mais aucun des deux n'est responsable de la température de la planète. Les molécules formées par deux atomes n'affectent pas l'effet de serre, mais l'effet de serre est formé par trois atomes ou plus.
En fait, la principale cause de l'effet de serre est le dioxyde de carbone, qui est dû à environ 60% du total. Le méthane le suit, avec environ 20%, suivi des CFC avec 14%. Enfin, l'oxyde nitrique génère 6%.
Le dioxyde de carbone et d'autres travaillent comme des cristaux de serre. Bien qu'une partie de l'énergie provenant du soleil soit absorbée dans les couches supérieures de l'atmosphère, la plupart de celle-ci atteint la surface terrestre. La Terre elle-même absorbe une partie du rayonnement et le reste le reflète sous forme d'infrarouge. Cependant, ces gaz agissent comme des miroirs et rendent la chaleur vers la surface terrestre. Par conséquent, la température de la planète augmente.
Du couvercle de coton à la synthétique
Cependant, ces derniers temps, la concentration de ces gaz dans l'atmosphère augmente en raison de l'activité humaine. Au début de la révolution industrielle, la concentration de dioxyde de carbone était de 280 ppm. Cependant, il dépasse actuellement 350 ppm. La plupart des émissions de dioxyde de carbone dans l'atmosphère sont produites par la combustion des combustibles fossiles et une autre partie par la déforestation. Les CFC sont encore utilisés dans de nombreuses activités industrielles, le méthane est généré dans les processus anaérobies et l'oxyde nitreux dans la combustion et la dégradation des engrais.
En augmentant chacun d'eux, en outre, d'autres processus sont renforcés et, finalement, l'impact est exponentiel. Par exemple, lorsque le dioxyde de carbone augmente dans l'atmosphère, la température augmente, de sorte que l'air peut prendre plus d'eau qu'auparavant. En outre, plus d'eau de la mer est évaporée. Et la vapeur d'eau elle-même contribue également à l'effet de serre.
D'autre part, il faut noter que la mer absorbe une grande quantité de dioxyde de carbone, mais une augmentation de la température réduirait la dissolution des gaz, ce qui augmenterait l'accumulation de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
Cependant, ce qui va arriver n'est pas prévisible, car tous les processus sont liés. Par exemple, l'union de molécules de vapeur d'eau provoquera des nuages qui entravent l'énergie du Soleil, de sorte que les nuages peuvent aider à refroidir un peu la Terre.
Cependant, sans aucun doute, l'augmentation de l'effet de serre va influencer. Et, selon de nombreux chercheurs, si la tendance ne change pas, les conséquences seront préjudiciables. Mikhangos utilise à nouveau la comparative de la couverture pour prévenir des conséquences possibles de ces changements: «Les couvercles fabriqués avec de nouveaux matériaux chauffent plus que les classiques de coton, de sorte qu’au début ils se prennent à l’aise, mais ensuite nous nous rendons compte qu’ils apportent beaucoup de chaleur.»
Dans quelle mesure nous sommes préoccupés par les changements qui se produisent? Les experts ne coïncident pas avec les conclusions et les prévisions, mais la grande majorité sont inquiets et pensent qu'il faut prendre des mesures pour rétablir la situation avant qu'il ne soit trop tard. Mais cela ne dépend pas seulement des experts.
Bouclier contre les météores
En plus d'être un filtre puissant et un bon couvercle, l'atmosphère est un bouclier dur. Regardez la Lune pleine de trous et de cratères ! La Lune n'est pas protégée contre les matériaux qui vous arrivent de l'espace. Car la Terre aurait cet aspect si elle n'avait pas le parapluie de l'atmosphère.
Chaque jour, des centaines de tonnes de matériaux entrent dans l'atmosphère. Presque toutes sont de petites particules, de quelques milligrammes. Son entrée dans l'atmosphère est extrêmement rapide, à une vitesse de 40 km/s ou plus. À cette vitesse, les particules sont chauffées et émettent de la lumière à mesure qu'elles se débarrassent. Ils sont appelés étoiles filantes.
Tous n'ont pas la même luminosité, plus la luminosité est grande. Les plus grands sont appelés boulettes ou boules de feu et sont spectaculaires, non seulement pour leur éclat, mais parce qu'ils permettent de voir comment ils se défont. Parfois, le son émis lors de l'explosion atteint la surface terrestre et vous pouvez entendre une sorte de bourdonnement. L'empreinte du chemin parcouru dans le ciel peut durer plusieurs minutes.
Cependant, l'atmosphère ne protège pas de toutes les particules. Les roches de plusieurs dizaines de mètres de diamètre se débarrassent également en traversant l'atmosphère, mais les plus grandes atteignent le sol. Ce sont des météores et en fonction de leur taille peuvent causer des dommages importants dans la zone de chute.
Et c'est que la vitesse que les météores apportent n'est pas négligeable et libèrent une énorme énergie. Dites-nous : Un objet de 35 mètres de diamètre libérerait approximativement l'énergie équivalente à la somme de 65 explosifs comme la bombe qui a détruit Hiroshima, une bombe nucléaire de plusieurs mégatons.
Heureusement, ils ne tombent pas tous les jours. On estime qu'un objet de 10 mètres de diamètre produit un dixième d'énergie d'un mégaton entrant dans l'atmosphère tous les dix ans. Comme il est exploité dans l'atmosphère elle-même, il ne produit pas de dommages. Les objets d'un kilomètre de diamètre libèrent de l'énergie de cent mille megatios et touchent la Terre tous les cent mille ans. Ceux de dix kilomètres de diamètre tombent tous les cent millions d'années et leur influence est terrible.
Il semble que les dinosaures ont disparu il y a 65 millions d'années à cause d'une météorite de ces caractéristiques. Certains peuvent discuter de l'influence de la météorite sur la disparition des dinosaures, mais il ne fait aucun doute d'où il est tombé: Créé à Chicxulube, au Mexique, le cratère a 180 kilomètres de diamètre et près de 50 kilomètres de profondeur. Moins de mal que les météores avec une capacité de forage atmosphérique sont si rares !
En haut ange, en bas démon
Il est curieux qu'en haut, dans la stratosphère, la même molécule qui bénéficie tant soit toxique ici, dans la troposphère. Oui, l'ozone est un polluant nocif dans la partie inférieure de l'atmosphère qui cause de graves dommages à la santé humaine et aux plantes.
L'ozone n'est pas émise dans l'atmosphère comme d'autres polluants, pas de sources d'ozone polluantes. Bien qu'une partie de l'ozone présente dans la troposphère soit produite par des agents naturels, la plupart proviennent de réactions de substances chimiques émises à la suite de l'activité humaine. Comme ces réactions sont stimulées par la lumière du soleil, la concentration d'ozone est plus élevée au printemps et en été que dans d'autres saisons.
Dans les grandes villes, il n'est pas rare que les autorités avertissent le public que la concentration d'ozone a atteint des niveaux dangereux. Dans ces cas, ils recommandent d'être à l'intérieur et de ne pas exercer physiquement à l'extérieur, en prenant des mesures pour réduire le trafic et les émissions de l'industrie.
L'ozone provoque des problèmes et des irritations de l'appareil respiratoire chez l'homme, entre autres. Mais son influence sur les plantes n'est pas plus douce : elle endommage les cellules, amortit la photosynthèse et empêche la croissance de la plante. La persistance de la pollution par l'ozone entraîne des pertes dans l'agriculture. Les plantes les plus sensibles sont les herbacées, puis les feuillus et les plus dures les conifères.
