La surface des aérosols modifie la composition de l’air, même la nuit !

Les aérosols et les nuages sont des éléments clés du système atmosphérique. En effet, ces petites particules en suspension dans l’air, de diamètres allant de quelques nanomètres à quelques dizaines de micron, interagissent avec le rayonnement solaire, induisent la transformation chimique d’espèces adsorbées sur leur surface produisant ainsi de nouveaux composés dont l’impact sur l’air reste largement méconnu. Ils ont ainsi une influence non négligeable sur le climat et sur les impacts sanitaires associés à pollution atmosphérique. Appréhender la complexité de cette chimie reste encore un défi pour les chimistes qu’il faudra surmonter si l’on veut prendre en compte cette donnée essentielle dans les modèles prédictifs des évolutions climatiques.

Prenons l’exemple de l’eau des nuages, molécule stable dont on sait qu’elle est malgré tout capables d’induire des processus chimiques complexes à l’interface air/liquide. L’eau peut même provoquer de nouveaux chemins réactionnels aboutissant à la formation de radicaux libres hydroxyle (OH), oxydants qui modifient la composition chimique de l’atmosphère et sont toxiques pour les organismes vivants.

Une équipe de scientifiques de l’Institut IRCELYON (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1), spécialiste de cette chimie interfaciale, vient de montrer qu’un champ électrique créé par l’orientation des molécules d’eau à la surface des microgouttelettes atmosphériques (aérosols ou nuages) était à l’origine de la formation de ces radicaux hydroxyle. Cette production spontanée, à pression atmosphérique et température ambiante, qui ne nécessite ni précurseur, ni lumière, ni chaleur, est probablement la plus grande source de radicaux hydroxyle dans les gouttelettes d’eau atmosphériques.

Ces travaux suggèrent une modification nocturne de la composition chimique de l’atmosphère qui voit son pouvoir oxydant augmenter au cours de périodes durant lesquelles nous pensions que l’absence de lumière rendait toute transformation chimique peu efficace. Ces résultats, parus dans la revue PNAS, sont une première étape vers la quantification de l'influence de cette production spontanée de radicaux sur les processus chimiques au sein de la troposphère, et ses implications profondes sur la qualité de l'air, le changement climatique et la santé humaine.

Rédacteur : CCdM