De nouvelles mesures à haute altitude ont révélé une classe de particules ultrafines riches en matière organique, jusqu'à présent non détectées mais répandues, dans les couches supérieures de l'atmosphère terrestre, et qui jouent un rôle fondamental dans la chimie de la basse stratosphère.
La couche d'aérosols stratosphérique, qui s'étend d'environ 8 à 35 kilomètres au-dessus de la surface terrestre, joue un rôle crucial dans la régulation du climat en réfléchissant la lumière solaire et dans les réactions chimiques qui influencent la composition atmosphérique, mais la connaissance des particules qui la composent reste incomplète.
La plupart de ces particules aujourd'hui découvertes ont un diamètre inférieur à 0,11 micromètre (environ 100 fois plus petit qu'un grain de poussière) et sont étonnamment abondantes dans les couches les plus basses de la stratosphère, à près de 11 kilomètres au-dessus de la surface, selon une étude publiée dans Science.
« Ces particules étaient pratiquement invisibles pour nous jusqu'à présent », car la plupart des instruments et des satellites ne les détectent pas parce qu'elles sont trop petites, selon l'auteur principal de l'article, Ming Lyu, de l'Université du Colorado, filiale de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) des États-Unis.
1/6 | Des nuages d'altocumulus couvrent le ciel de Porto Rico. Nuages d’altocumulus dans la région de Bayamón le matin du vendredi 23 octobre 2020. – Fourni
Cependant, ce sont des particules vraiment abondantes et, par conséquent, prises ensemble, elles peuvent avoir un grand impact, a déclaré le chercheur cité par la NOAA, une institution qui a également participé à l'étude.
Comprendre ces petites particules est « essentiel pour prédire comment la stratosphère réagirait à tout type de perturbation, qu’elle soit naturelle, comme un volcan, ou causée par l’homme », a déclaré Lyu.
Les mesures ont été effectuées lors de la mission SABRE (Stratospheric Processes, Balance and Radiation Effects) de la NOAA en février 2023, à l'aide d'un avion à haute altitude WB-57 de la NASA équipé d'une suite d'instruments hautement spécialisés.
Les chercheurs ont découvert que ce nouveau type de particules ultrafines est associé à des niveaux plus élevés d’oxyde nitreux (N₂O), qui est un indicateur courant des récents mouvements d’air ascendants depuis la surface (troposphère), car cet élément n’est émis qu’au niveau du sol par des sources telles que l’agriculture, l’industrie et la production d’énergie.
Une fois formées dans la haute troposphère à partir des émissions de surface, ces nanoparticules riches en matières organiques sont transportées dans la stratosphère avec N₂O et d’autres polluants via les courants ascendants tropicaux, les tempêtes convectives et la montée progressive de l’air sous les tropiques.
Cette découverte est « particulièrement pertinente » pour la viabilité potentielle de l’injection d’aérosols stratosphériques (SAI), une forme d’intervention climatique qui consiste à injecter des particules ou des gaz générateurs de particules, par exemple du dioxyde de soufre, dans la stratosphère pour réfléchir la lumière du soleil et refroidir la planète, a expliqué la NOAA.
Charles Brock, également signataire de l'article, a estimé que si l'on envisage d'injecter de la vapeur de dioxyde de soufre ou d'autres gaz condensables dans la stratosphère, ces petites particules de fond seront les premières auxquelles adhérera le nouveau matériau, ce qui « change tout en termes de conception et de prédiction des effets ».
La NOAA ne mène pas d'expériences SAI dans l'atmosphère, c'est pourquoi les scientifiques utilisent des modèles informatiques pour tenter de simuler ses effets sur les conditions météorologiques et climatiques.
