Désert d’Atacama photographié depuis l’avion. Crédit : Sam Hall
Une nouvelle étude de CU Boulder montre que l’iode de la poussière du désert peut réduire la pollution atmosphérique par l’ozone, mais pourrait prolonger la durée de vie des gaz à effet de serre.
Lorsque les vents projettent de fines poussières du désert dans l’atmosphère, l’iode contenu dans cette poussière peut déclencher des réactions chimiques qui détruisent une partie de la pollution de l’air, mais permettent également aux gaz à effet de serre de rester plus longtemps. Le constat, publié le 22 décembre 2021, dans la revue Avancées scientifiques, peut obliger les chercheurs à réévaluer l’impact des particules terrestres sur la chimie de l’atmosphère.
« L’iode, le même produit chimique ajouté en tant que nutriment au sel de table, absorbe l’ozone dans l’air poussiéreux haut dans l’atmosphère », a déclaré Rainer Volkamer, membre du CIRES et professeur de chimie à CU Boulder. Volkamer a dirigé l’équipe qui a effectué des mesures atmosphériques de précision par avion au-dessus de l’océan Pacifique oriental il y a plusieurs années. La nouvelle découverte, a-t-il dit, a des implications non seulement pour la qualité de l’air, mais aussi pour le climat – la chimie de l’iode peut prolonger la durée de vie des gaz à effet de serre et devrait nous donner une pause pour repenser les programmes de géo-ingénierie impliquant la poussière.
“Notre compréhension du cycle de l’iode est incomplète”, a déclaré Volkamer. “Il y a des sources terrestres et de la chimie que nous ne connaissions pas, que nous devons maintenant considérer.”
Les chercheurs atmosphériques s’intéressent depuis longtemps à l’observation selon laquelle les couches d’air poussiéreuses sont souvent très faibles en polluant atmosphérique, l’ozone, qui, lorsqu’il est concentré, peut endommager les poumons des personnes et même les cultures. Il semblait qu’une sorte de chimie de surface de la poussière mangeait de l’ozone, mais personne n’avait été en mesure de montrer que cela se produisait dans des expériences de laboratoire. D’autres ont spéculé à ce sujet, mais il y a eu beaucoup de doutes, a déclaré Volkamer. En revanche, les expériences de laboratoire ont montré depuis longtemps qu’une forme gazeuse d’iode peut engloutir l’ozone, mais il n’y avait que des indices d’un lien entre la poussière et l’iode.
Il y avait d’autres indices alléchants sur le processus dans un ensemble de données de 2012, à partir d’une série de vols d’avions au large du Chili et du Costa Rica. La poussière vue au large de l’Amérique du Sud avait des niveaux impressionnants d’iode gazeux. Volkamer a remis les données à Theodore Koenig, étudiant diplômé de l’Université de Boulder, auteur principal de cette étude. Koenig décrit ces données comme faisant partie d’un ensemble de photographies floues partagées par des chimistes atmosphériques du monde entier. Dans une image, par exemple, “l’iode semblait être en corrélation avec la poussière … mais pas absolument clairement”, a-t-il déclaré. Partout, la poussière semblait détruire l’ozone, mais pourquoi ? “L’iode et l’ozone sont clairement liés, mais il n’y avait aucune” photo “des deux avec de la poussière”, a déclaré Koenig, qui est maintenant chercheur en pollution de l’air à l’Université de Pékin en Chine.
Les données de TORERO (le “Tropical Ocean Troposphere Exchange of Reactive Halogens and Oxygenated Hydrocarbons”, une campagne de terrain financée par la National Science Foundation) ont capturé ces trois caractères ensemble, enfin, dans une image, a-t-il dit, et il était clair que là où le désert la poussière contenait des niveaux importants d’iode – comme la poussière des déserts d’Atacama et de Sechura au Chili et au Pérou – l’iode s’est rapidement transformé en une forme gazeuse et l’ozone est tombé à des niveaux très bas. Mais comment cet iode à base de poussière s’est-il transformé ? “Le mécanisme reste encore insaisissable”, a déclaré Volkamer. « C’est le travail futur. »
L’image est donc encore floue, a déclaré Koenig, mais la science est toujours plus précise qu’elle ne l’était. “J’ai plus de questions à la fin du projet qu’au début”, a-t-il déclaré. « Mais ce sont des questions meilleures, plus spécifiques. »
Ils sont également très importants pour quiconque s’intéresse à l’avenir de l’atmosphère, a déclaré Volkamer. Les réactions de l’iode dans l’atmosphère sont connues pour jouer un rôle dans la réduction des niveaux d’OH, par exemple, ce qui peut augmenter la durée de vie du méthane et d’autres gaz à effet de serre. Peut-être plus important encore, diverses idées de géo-ingénierie impliquent l’injection de particules de poussière dans l’atmosphère terrestre, pour refléter le rayonnement solaire entrant. Là, dans la stratosphère, l’ozone n’est pas un polluant ; il forme plutôt une « couche d’ozone » critique qui aide à protéger la planète des rayonnements entrants.
Si l’iode de la poussière était chimiquement transformé en une forme appauvrissant la couche d’ozone dans la stratosphère, a déclaré Volkamer, « eh bien, ce ne serait pas bon, car cela pourrait retarder la récupération de la couche d’ozone. Évitons d’ajouter de l’iode anthropique dans la stratosphère ! »
Référence : « Depletion of Ozone due to dust release of iode in the free troposphere » par Theodore K. Koenig, Rainer Volkamer, Eric C. Apel, James F. Bresch, Carlos A. Cuevas, Barbara Dix, Edwin W. Eloranta, Rafael P Fernandez, Samuel R. Hall, Rebecca S. Hornbrook, R. Bradley Pierce, J. Michael Reeves, Alfonso Saiz-Lopez et Kirk Ullmann, 22 décembre 2021, Avancées scientifiques.
DOI : 10.1126/sciadv.abj6544
