Depuis ses débuts, le mouvement écologique se préoccupe de la santé des humains. Depuis quelque temps, toutefois, on se penche beaucoup sur les effets nocifs d'une augmentation possible de la pénétration des rayons ultraviolets (les UV) dans la biosphère. On trouvera dans les questions suivantes un aperçu des causes et des conséquences du phénomène qui est à la source de ces préoccupations : l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique.
Qu'est-ce que l'ozone?
L'ozone est une forme d'oxygène contenant trois atomes d'oxygène dans la molécule O (O3) alors que l'oxygène que nous respirons n'en contient que deux (O2). C'est dans la stratosphère que se trouve la plus grande partie de l'ozone atmosphérique. L'ozone est un gaz incolore, à odeur très forte.
Où se trouve l'ozone?
Il y a de l'ozone dans toute l'atmosphère, mais c'est dans la stratosphère, à quelque 25 km d'altitude, que se trouve la plus grande partie (environ 90 % de tout l'ozone); il s'y forme naturellement. Cette strate d'air riche en ozone s'appelle la " couche d'ozone ".
Il y a aussi de l'ozone, mais en très faibles quantités, à proximité du sol. Cet ozone des basses couches de l'atmosphère provient d'une réaction des rayons solaires sur des composés organiques volatils (COV) et des oxydes d'azote (NOx), dont certains sont produits par l'activité humaine. L'ozone des basses couches est une composante du smog urbain, grave polluant atmosphérique.
Bien que les deux types d'ozone aient exactement la même composition, leur présence dans différentes parties de l'atmosphère a des conséquences très différentes. L'ozone stratosphérique absorbe les rayons solaires nocifs - toutes les formes de vie sur la Terre se sont adaptées à ce filtre des rayons solaires - alors que l'ozone de la basse atmosphère n'est qu'un polluant. Il absorbe bien quelques rayons solaires, mais cela ne compense pas la perte d'ozone stratosphérique.
Comment se forme l'ozone stratosphérique?
Il se forme de l'ozone dans l'atmosphère lorsque des rayons solaires très puissants frappent des molécules d'oxygène (O2) et en scindent les deux atomes. Si un des atomes ainsi libérés rencontre une molécule d'oxygène (O2), il se joint à elle et forme de l'ozone (O3).
L'ozone se dissocie naturellement dans l'atmosphère au contact des rayons solaires et sous l'effet d'une réaction chimique engageant diverses substances qui contiennent de l'azote, de l'hydrogène et du chlore. Toutes ces substances sont naturellement présentes dans l'atmosphère en très faibles quantités.
Dans une atmosphère non polluée, il y a équilibre entre la quantité d'ozone produit et la quantité d'ozone détruit. En conséquence, la concentration totale d'ozone dans la stratosphère demeure relativement constante.
Pourquoi la couche d'ozone est-elle importante?
L'ozone a des propriétés physiques bien particulières qui permettent à la couche d'ozone d'être l'écran solaire de la Terre et donc de protéger toutes les formes de vie de l'effet nocif des rayons ultraviolets (UV). La plupart des rayons UV, absorbés par la couche d'ozone, n'atteignent pas la surface de la Terre. Sans la protection de l'ozone, la vie sur la Terre ne serait pas ce qu'elle est.
La couche d'ozone est-elle uniforme tout autour de la Terre?
Non. La quantité d'ozone qui se trouve au-dessus d'un point donné varie naturellement avec la latitude et la saison, mais aussi d'un jour à l'autre. Dans les conditions normales, c'est au-dessus des pôles que la couche d'ozone est la plus épaisse et au-dessus de l'Équateur qu'elle est la plus mince. Au-dessus du Canada, la couche d'ozone est normalement plus épaisse en hiver et au début du printemps que pendant le reste de l'année, et son épaisseur varie naturellement d'environ 25 pour cent de janvier à juillet. Les conditions météorologiques peuvent aussi causer des variations considérables d'un jour à l'autre.
Que sont les rayons ultraviolets?
Le rayonnement ultraviolet est une des formes de rayonnement du Soleil. Celui-ci émet divers types d'énergie - ou de rayons - qui sont classés selon leur longueur d'onde et mesurés en nanomètres (nm); le nanomètre est égal à un millionième de millimètre. Plus l'onde est courte, plus le rayonnement est puissant. Classés par ordre décroissant d'énergie, les principales formes de rayonnement sont : les rayons gamma, les rayons X, les rayons ultraviolets (UV), la lumière visible, les rayons infrarouges, les micro-ondes et les ondes radioélectriques. Il y a trois catégories de rayons ultraviolets :
| UV-A : de 320 à 400 nm |
| UV-B : de 280 à 320 nm |
| UV-C : de 200 à 280 nm |
Les UV sont-ils dangereux?
De façon générale, plus les ondes d'un rayonnement ultraviolet sont courtes, plus ce rayonnement est susceptible d'être nocif s'il atteint la Terre en quantité suffisante.
Les UV-A sont les rayons ultraviolets les moins énergiques, mais ce sont ceux qui atteignent la Terre en plus grande quantité. La plupart des UV-A traversent la couche d'ozone sans être absorbés.
Les UV-B du Soleil pourraient être très nocifs mais, heureusement, ils sont pratiquement tous absorbés par l'ozone stratosphérique.
Les UV-C pourraient être les plus nocifs à cause de leur grande énergie. Heureusement, tous ces rayons sont absorbés par l'oxygène et l'ozone de la stratosphère et ils n'atteignent jamais la surface de la Terre.
Y a-t-il des facteurs, autres que l'ozone stratosphérique, qui influent sur la quantité de rayons UV?
| Oui. | La couche d'ozone est la seule barrière constante contre les UV, mais plusieurs autres facteurs jouent un rôle :
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| Latitude | C'est à l'Équateur que les rayons du Soleil font avec la Terre un angle très prononcé et c'est donc aux latitudes équatoriales que le rayonnement est le plus intense.
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| Saison | Pendant les mois d'hiver, les rayons du Soleil arrivent sur la Terre selon un angle bien plus faible qu'en été. Ils doivent donc parcourir une plus grande distance dans l'atmosphère et ils sont donc moins intenses qu'en été.
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| Heure | Tous les jours, la course du Soleil sur l'horizon influence la quantité d'UV qui traverse l'atmosphère. Lorsque le Soleil est bas dans le ciel, ses rayons doivent parcourir une grande distance pour arriver à la Terre et sont susceptibles d'être dispersés ou absorbés par la vapeur d'eau et d'autres composantes atmosphériques. C'est vers midi, lorsque le Soleil est à son zénith, que la plus grande quantité d'UV atteint la Terre.
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| Altitude | Au sommet des montagnes, l'air est plus rare et plus propre que dans les plaines, et laisse donc passer plus d'UV.
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| Couverture nuageuse | Les nuages jouent un grand rôle dans la quantité d'UV qui atteint la Terre : de façon générale, une épaisse couverture nuageuse arrête davantage d'UV que des nuages dispersés.
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| Pluie | La pluie empêche une grande quantité d'UV d'atteindre la Terre.
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| Pollution atmosphérique | Tout comme les nuages protègent la Terre des UV, le smog urbain réduit la quantité de rayons UV qui atteint la Terre.
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| Surface terrestre | La plupart des surfaces réfléchissent les rayons ultraviolets. La neige en réfléchit jusqu'à 85 %, le sable sec et le béton, jusqu'à 12 %, mais l'eau n'en reflète qu'environ 5 %. Les rayons UV réfléchis sont aussi nocifs pour les humains, les plantes et les animaux que les UV directs.
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Qu'entend-on par " appauvrissement de l'ozone "?
Il y a appauvrissement de l'ozone quand l'équilibre naturel entre la production et la destruction d'ozone stratosphérique est rompu et que la destruction est plus rapide que la production. Le " trou " d'ozone observé au-dessus de l'Antarctique et les relevés atmosphériques indiquant une baisse saisonnière prouvent bien que la couche d'ozone est en train de s'amincir. Bien que les phénomènes naturels puissent causer un appauvrissement temporaire de l'ozone, on sait maintenant que les émissions de chlore et de brome provenant de composés de synthèse sont la cause principale de l'amincissement de la couche d'ozone.
Depuis quand dure cet appauvrissement de l'ozone?
Après étude de données recueillies depuis les années 1950, les scientifiques ont déterminé que la quantité d'ozone a été relativement stable jusqu'à la fin des années 1970. On assiste à un amincissement grave de la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique depuis 1979 et à un appauvrissement général de l'ozone dans le monde entier depuis le début des années 1980.
De combien la couche d'ozone s'est-elle amincie dans le monde entier?
À l'échelle de la planète, la quantité d'ozone a diminué d'environ 3 pour cent entre 1979 et 1991, soit trois fois plus vite que dans les années 1970. En outre, la couche d'ozone s'est amincie non seulement au-dessus de l'Antarctique, mais aussi au-dessus de l'Amérique du Nord, de l'Europe, de la Russie, de l'Australie, et la Nouvelle-Zélande et d'une bonne partie de l'Amérique du Sud.
Il peut également se produire des pertes à court terme bien plus importantes que la moyenne à long terme. Au Canada, l'appauvrissement de l'ozone est généralement plus important vers la fin de l'hiver et au début du printemps que pendant le reste de l'année. De janvier à avril 1993, par exemple, la densité moyenne de l'ozone a été de 14 % inférieure à la normale.
Quelles sont les activités humaines qui contribuent à la perte d'ozone?
Les émissions de chlore et de brome contenant des composés de synthèse, connus sous le nom d'halocarbures industriels, sont à l'origine de l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique.
Pourquoi les halocarbures industriels détruisent-ils autant l'ozone?
Les halocarbures industriels sont des grands destructeurs d'ozone pour deux raisons. En premier lieu, ils ne sont pas réactifs et restent donc assez longtemps dans l'atmosphère pour passer dans la stratosphère. En deuxième lieu, ils favorisent les réactions naturelles qui détruisent l'ozone.
La plupart des produits chimiques dégagés dans les basses couches de l'atmosphère sont ramenés sur la Terre par la pluie ou détruits par des réactions avec d'autres produits chimiques, mais ce n'est pas le cas des halocarbures industriels. Ils ne se décomposent pas dans la basse atmosphère et peuvent y rester de 20 à 120 ans, voire plus.
Une fois arrivées dans la stratosphère, ces molécules, sous l'effet des rayons UV-C, se transforment en chlore (CFC, 1,1,1-trichloroéthane et tétrachlorométhane) ou en brome (halons et bromométhane) qui à leur tour décomposent l'ozone (O3). Le chlore et le brome activent tous les deux les réactions de destruction de l'ozone sans être eux-mêmes modifiés ou détruits. Ainsi, un seul atome de chlore peut détruire jusqu'à 100 000 molécules d'ozone avant de former un composé stable et de disparaître de la stratosphère.
Le saviez-vous?
Ce qu'on appelle le " trou de la couche d'ozone " est en fait une diminution rapide et étendue de l'abondance des molécules d'ozone et non pas une absence complète de molécules. Le " trou " au-dessus de l'Antarctique se produit au printemps de l'hémisphère Sud, de septembre à novembre.
Quels sont les halocarbures destructeurs d'ozone les plus répandus?
Les CFC sont couramment utilisés comme agents réfrigérants dans les réfrigérateurs et les climatiseurs, comme solvants dans les dégraissants et les nettoyants et comme agents gonflants dans la production de mousse. Les émissions de CFC sont la cause d'environ 80 pour cent de l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique. Les HCFC (hydrochlorofluocarbures) contiennent du chlore mais, à la différence des CFC, ils contiennent aussi de l'hydrogène (H) qui cause leur décomposition dans les basses couches de l'atmosphère. On les appelle substances de transition car ils représentent une solution " de transition " entre les produits destructeurs d'ozone et les substances chimiques, sans danger pour l'ozone, qui les remplaceront.
Le tétrachlorométhane est utilisé en agriculture, comme fumigant, dans l'industrie, comme solvant et aussi dans d'autres processus, notamment le raffinage pétrochimique. On lui attribue moins de 8 pour cent de l'appauvrissement total de l'ozone.
Le 1,1,1-trichloroéthane est un solvant industriel polyvalent qui sert principalement au dégraissage des métaux et au nettoyage des pièces d'électronique. On lui attribue environ 5 pour cent de l'appauvrissement total de l'ozone.
Les halons sont principalement utilisés comme extincteurs d'incendie. Ils ne causent qu'environ 5 pour cent de l'appauvrissement total de l'ozone, mais on estime que la concentration dans l'atmosphère de ces puissants destructeurs d'ozone, de longue durée de vie, augmente de 11 à 15 pour cent par an.
Le bromométhane est utilisé comme pesticide depuis les années 1960. De nos jours, les scientifiques estiment que le bromométhane utilisé par les activités humaines cause de 5 à 10 pour cent de l'appauvrissement total de l'ozone.
Quels sont les effets des rayons UV-B sur les humains?
Les rayons UV-B causent le cancer de la peau, accélèrent le vieillissement de la peau et risquent en outre d'être nocifs pour les yeux et d'affaiblir le système immunitaire.
Il est important de rappeler que les rayons UV-B ont toujours eu ces effets sur les humains, mais ces effets ont pris de l'importance dans les dernières années parce que les Canadiens passent plus de temps au soleil et y expose une plus grande partie de leur corps. Il se pourrait en outre que l'augmentation de la quantité d'UV-B qui atteint la Terre en raison de l'amincissement de la couche d'ozone aggrave les effets créés par le culte du soleil.
Il est vrai que les gens au teint et aux cheveux clairs sont les plus susceptibles d'attraper le cancer de la peau, mais le risque de cancer augmente avec le degré d'exposition aux rayons UV-B, pour tous les types de peau. On a observé des effets des UV-B sur le système immunitaire humain chez des gens de tous les types de peau.
Quel effet ont les UV-B sur les plantes et les animaux?
Toute quantité excessive d'UV-B nuit au processus de croissance de pratiquement toutes les plantes vertes. Il y a en outre des raisons de croire que l'appauvrissement de l'ozone pourrait causer la disparition de certaines espèces végétales et réduire ainsi les ressources alimentaires de la planète. Toute modification de l'équilibre des espèces végétales peut avoir des effets graves, car tous les organismes vivants dépendent les uns des autres. Les plantes constituent la base du réseau alimentaire, empêchent l'érosion des sols et la perte d'eau et sont les premiers agents de production d'oxygène, ainsi que le plus grand puits (ou réserve) de gaz carbonique.
Les UV-B causent chez les animaux domestiques des cancers semblables à ceux qu'on voit chez les humains. Bien que la plupart des animaux soient mieux protégés des UV-B que les humains par leur pelage et la pigmentation de leur peau, on ne peut pas les protéger artificiellement à grande échelle. Leurs yeux et les parties exposées de leur corps sont les plus vulnérables.
L'amincissement de la couche d'ozone va-t-il se poursuivre?
Personne ne le sait. Même si tous les pays respectent leurs engagements d'interdiction des substances destructrices d'ozone, la présence de ces substances chimiques dans la stratosphère restera à son maximum de 10 à 20 ans de plus.
Jusque vers la fin des années 1990, la couche d'ozone au-dessus du sud du Canada s'est amincie de 6 pour cent en moyenne, et on craint que l'effet radiatif de la quantité croissante de gaz à effet de serre ne retarde le rétablissement de la couche d'ozone. On prévoit cependant un rétablissement - lent au début - de la couche d'ozone et un retour aux valeurs d'avant 1980 vers le milieu du 21e siècle.
Il faut signaler que les scientifiques n'ont pas une connaissance parfaite de l'atmosphère et du processus qui appauvrit la couche d'ozone. L'apparition soudaine et imprévue d'un trou dans l'ozone au-dessus de l'Antarctique nous démontre que la couche d'ozone ne répond pas de façon prévisible aux quantités de produits chimiques industriels que nous y déversons.
Est-il possible d'arrêter la destruction de l'ozone et de rétablir la couche d'ozone?
Oui. Si les concentrations de produits destructeurs d'ozone diminuent, l'équilibre naturel entre la création et la destruction d'ozone se rétablira. Cependant, pour en arriver là, il faudra peut-être éliminer complètement les CFC, les halons, le tétrachlorométhane, le 1,1,1-trichloroéthane, les HCFC et le bromométhane. Vers la fin de 1991, des scientifiques ont estimé que malgré le programme actuel d'élimination des substances destructrices d'ozone, la couche d'ozone ne reviendrait pas à la " normale " (aux niveaux de chlore d'avant 1980) avant le milieu du 21e siècle.
Qu'est-ce que je peux faire pour me protéger et protéger ma famille contre les effets des rayons ultraviolets?
Voici quelques mesures bien simples :
- Exposez-vous le moins possible au soleil, surtout aux heures où les rayons sont les plus intenses (entre 10 h et 15 h).
- Portez un chapeau à larges bords, des lunettes de soleil qui arrêtent les UV-B, des vêtements qui couvrent les jambes et les bras.
- Mettez-vous de l'écran solaire à facteur de protection d'au moins 15 sur toutes les parties du corps exposées. Remettez-en toutes les heures, après la baignade ou après une activité qui fait transpirer.
Quoi faire?
Si vous vous souciez de la couche d'ozone, évitez d'acheter des produits qui contiennent des destructeurs d'ozone. Avant d'acheter un extincteur, un produit moussant, un réfrigérateur ou un climatiseur, renseignez-vous et refusez d'acheter un produit qui contient un destructeur d'ozone si vous avez le choix. Protestez auprès des entreprises qui utilisent ces produits.
Nous avons déjà chez nous et dans nos bureaux des appareils qui utilisent des substances destructrices d'ozone, et ces appareils ne sont pas faciles à remplacer. Dans ce cas, prenez bien soin de vous en servir et de les entretenir comme il faut afin que les CFC qu'ils contiennent ne se dissipent pas dans l'atmosphère.
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