L'ozone - Maxicours

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L'ozone

Objectif
Les gaz sont répartis de façon homogène dans l'atmosphère, sauf l'ozone essentiellement présente dans la stratosphère.
Quelles sont ses particularités ?
1. Origine et rôle de l'ozone

Le dioxygène est apparu vers –2 Ga et a progressivement entraîné l'apparition d'une couche d'ozone (O3) devenue importante vers –0,6 Ga.

L'ozone se forme dans la stratosphère à partir du dioxygène et sous l'action de la lumière.
Une molécule de dioxygène se dissocie sous l'action des rayons solaires ultraviolets de haute énergie (UVC), les deux atomes d'oxygène se combinent alors chacun à une molécule de dioxygène pour former l'ozone.


Doc. 1.  Réaction de formation de l'ozone.



La réaction de formation de l'ozone peut être réversible sous l'action d'une autre catégorie d'ultraviolets, les UVB, et redonner ainsi du dioxygène et un atome d'oxygène.
La teneur stable en ozone de l'atmosphère résulte ainsi d'un équilibre dynamique entre formation et destruction.

Le rôle majeur de l'ozone est d'absorber les ultraviolets solaires. Ainsi, les UVC sont rapidement absorbés dans la stratosphère par les molécules de dioxygène, contribuant à la formation d'ozone.
Dans la troposphère, les molécules d'ozone vont absorber les UVB et être alors détruites. Seuls les UVA parviennent à la surface du globe.

L'ozone a donc contribué directement à la conquête du milieu terrestre par les êtres vivants et sa présence dans l'atmosphère conditionne le maintien de cette vie aérienne.

2. Un trou dans la couche d'ozone

Depuis quelques années, les médias parlent régulièrement du trou dans la couche d'ozone.


Doc. 2. Schéma tiré d'une image satellitale d'octobre 1996.



L'origine de cette diminution de la teneur en ozone de la stratosphère, observable sur des images satellitales, est à la fois naturelle et liée aux activités humaines. L' acteur principal de cette destruction est l'atome de chlore qui détruit la molécule d'ozone selon la réaction :

Par la suite, la molécule de chlore est reconstituée par la réaction :

La stabilité de la teneur en ozone stratosphérique est donc fragile puisque cette reconstitution du chlore lui permet d'agir à nouveau et de détruire d'autres molécules d'ozone.

Le dichlore est naturellement présent dans l'atmosphère, car il est libéré par des algues marines. Cependant, l'utilisation par l'Homme ces dernières années des CFC (chlorofluorocarbone) a augmenté sa teneur atmosphérique.
Longtemps, les CFC ont été utilisés dans les bombes d'aérosols et comme réfrigérants ou solvants. Propulsés dans la stratosphère, les CFC ont libéré leur chlore sous l'action des UV. Ces molécules se sont ensuite progressivement associées à d'autres molécules formant ainsi des composés chlorés stables, réservoirs de chlore.

La présence de ces réservoirs de chlore conduit à une importante destruction de l'ozone sur une zone particulière du globe, à une période donnée de l'année.
Les phénomènes météorologiques se déroulant en Antarctique au début du printemps conduisent, en effet, à la libération de molécules de dichlore qui, sous l'action des UV, génèrent du chlore, Cl, entraînant une accélération de la destruction de l'ozone.

La prise de conscience de ces phénomènes ont conduit l'Homme à diminuer son utilisation des CFC, notamment dans les aérosols, afin de limiter la destruction de l'ozone, gaz indispensable au maintien de la vie à la surface du globe.

L'essentiel

L'ozone, formé à partir du dioxygène, joue un rôle majeur dans le développement et le maintien d'une vie aérienne en absorbant les ultraviolets solaires, agents mutagènes puissants.
De part ses activités, l'Homme a influé sur la teneur en ozone et par conséquent sur son environnement. Ces prises de conscience ont entraîné la mise en place de mesures visant à protéger l'environnement.

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