- 1. Généralités
- 2. Atmosphère pure et sèche
- 3. Action des constituants minoritaires
- 4. Les constituants hydrogénés et la chimie mésosphérique
- 5. Les composés oxygénés de l'azote et la chimie stratosphérique
- 6. Les composés halogénés et la chimie stratosphérique
- 7. Les sources et les puits des composés hydrogénés, azotés et halogénés
- 8. Bibliographie
ATMOSPHÈRE Chimie
Les sources et les puits des composés hydrogénés, azotés et halogénés
Alors que la troposphère se caractérise par une atmosphère où la concentration relative de la vapeur d'eau varie dans de très larges limites et peut atteindre des valeurs élevées (10 —5 à 10 —2), la stratosphère est une atmosphère desséchée où la concentration relative de la vapeur d'eau n'est que de quelques millionièmes. Il faut cependant introduire l'effet du méthane qui peut être oxydé par l'hydroxyle :
Dans la troposphère, la présence de OH due surtout à la réaction (9) est à la base de l'oxydation de nombreux constituants tels que les carbures d'hydrogène et de leurs dérivés comme le chlorure de méthyle, le chloroforme et les chlorofluorométhanes.
Méthane
Encyclopædia Universalis France
Le méthane est un produit naturel qui provient de la décomposition de matières organiques sous certaines conditions ; il apparaît comme gaz des marais, des terrains humides, des champs de riz et de la fermentation entérique animale, en particulier chez les ruminants. Diverses analyses conduisent aux résultats du tableau. Comme l'atmosphère contient quelque 4 gigatonnes (Gt) de méthane, on peut dire que le temps requis pour arriver à une telle masse n'est que de cinq à dix ans. La compensation destructrice, qui ne peut provenir que de la réaction (30), indique clairement la possibilité d'une influence humaine sur la concentration du méthane atmosphérique, par l'intermédiaire d'une activité microbienne.
Azote
Encyclopædia Universalis France
L'examen du cas des oxydes d'azote stratosphériques se ramène à considérer le problème de l'origine de l' hémioxyde d'azote. La source de N2O est aujourd'hui identifiée. Après sa fixation (atmosphérique, biologique ou artificielle : cf. ), l'azote de l'air est transformé dans le sol en nitrates dont une partie donne lieu, par l'intermédiaire de bactéries dénitrifiantes, à des produits gazeux, N2 et N2O, qui s'échappent dans l'atmosphère. Comme la durée de vie de ce dernier composé est suffisamment longue dans la troposphère, il atteint la stratosphère où, avant d'être photodissocié en N2 et O, il réagit suivant le processus (13a) pour produire le monoxyde d'azote.
En adoptant une valeur de l'ordre de 5 p. 100 pour la proportion de N2O par rapport à N2, on voit que la quantité d'hémioxyde produite est de 10 à 15 mégatonnes (Mt) par an. Comme le contenu total de l'atmosphère en N2O est d'environ 1,5 Gt, il faut à peu près cent ans pour arriver à un tel total. On peut en conclure que la fixation industrielle de l'azote, qui depuis 1950 n'a cessé d'augmenter, pourrait avoir un effet à longue échéance.
Dans le bilan des oxydes d'azote, on peut également penser à l'effet des vols stratosphériques qui introduisent directement le monoxyde d'azote dans la stratosphère. On doit cependant distinguer les avions subsoniques actuels et le Concorde volant au-dessous de 20 km des avions hypersoniques éventuels pouvant voler au-dessus de 25 km. Dans le premier cas, le mécanisme (24) conduit plutôt à une production d'ozone, alors que dans le second cas son effet est insuffisant et une destruction apparaît finalement.
Halocarbones
Encyclopædia Universalis France
Les halocarbones, qui ne sont pas détruits dans la troposphère par des réactions chimiques avec l'hydroxyle, passent dans la stratosphère où ils sont photodissociés en libérant les atomes de chlore qui attaquent l'ozone. On reconnaît aujourd'hui un seul produit naturel, le chlorure de méthyle, CH3Cl, et des produits industriels, surtout le tétrachlorure de carbone, CCl4, le trichlorofluorométhane, CFCl3, et le dichlorodifluorométhane, CF2Cl2. Le chlorure de méthyle, dont l'origine naturelle est[...]
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Écrit par
- Marcel NICOLET : professeur de géophysique externe à l'université de Bruxelles, professeur d'aéronomie, The Pennsylvania State University, États-Unis
Classification
Médias
Ozone
Encyclopædia Universalis France
Réactions catalytiques de l'ozone (O
Encyclopædia Universalis France
Méthane
Encyclopædia Universalis France
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