Aérosols, chimie de l'atmosphère et climat

Publié par Isabelle le 25/11/2021 à 13:00
Source: CNRS INC
Les aérosols atmosphériques, fines particules solides ou liquides en suspension dans l'air, induisent la transformation chimique d'espèces adsorbées sur leur surface, produisant ainsi de nouveaux composés dont l'impact sur l'air reste largement méconnu. Dans un article de perspectives paru dans la revue Science, Manuel Ruiz_Lopez du Laboratoire de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) et chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) théoriques (CNRS/Université de Lorraine) fait le point (Graphie) sur cette chimie de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) qui pourrait jouer un rôle clé sur la composition chimique de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), et sur l'effet des aérosols sur le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...).


© Manuel F. Ruiz-Lopez

Les aérosols atmosphériques constitués de fines particules solides ou liquides en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de...) dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) exercent une influence importante sur le climat et la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...) humaine. On soupçonne également ces particules de jouer un rôle important dans la composition chimique de l'atmosphère en favorisant la combinaison (Une combinaison peut être :) d'espèces qui sont adsorbées à leur surface. Par exemple, la combinaison des oxydes de soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de...) ou d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) avec l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) est fortement stimulée à la surface des gouttelettes d'eau et d'autres aérosols, contribuant ainsi à la formation des acides sulfurique et nitrique, principaux responsables des pluies acides. Les réactions à la surface des aérosols pourraient également modifier leurs propriétés physico-chimiques et leur influence sur le bilan radiatif de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), et donc avoir un effet sur le climat. Cependant, la connaissance et l'impact réel de ces réactions reste encore très peu décrit.

Dans un article de "perspective" publié dans la revue Science, Manuel Ruiz-Lopez du Laboratoire de physique et chimie théoriques (CNRS/Université de Lorraine) fait le point sur cette chimie de surface. Il analyse dans un premier temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) les travaux publiés dans le même numéro de la revue par Kong et collaborateurs sur la chimie à la surface de cristaux de sulfate d'ammonium (L'ion ammonium (de formule NH4+) est un ion polyatomique de charge électrique positive (c'est...) lorsque celle-ci est recouverte par une fine couche d'eau liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...). Les aérosols de sulfate d'ammonium, dont l'origine est principalement liée aux activités humaines, se forment à partir du dioxyde de soufre (Le dioxyde de soufre (ou anhydride sulfureux) est un composé chimique constitué de deux...) généré par la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) des carburants fossiles, et d'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des...) émis par les activités agricoles. Kong et al. montrent que du soufre élémentaire et du diazote (Le diazote, couramment nommé « azote » de manière incorrecte, est le...) se forment de manière spontanée à la surface des aérosols partiellement hydratés. Résultat totalement inattendu car cette réaction est connue pour être extrêmement lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) en absence de catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ;...).

L'auteur replace ensuite cette découverte dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) plus général de la chimie des interfaces aqueuses, où la vitesse (On distingue :) des réactions est souvent fortement accélérée. Encore largement méconnue, cette chimie interfaciale pourrait pourtant bien nous surprendre. Les réactions aux interfaces aqueuses sont par exemple soupçonnées de jouer un rôle clé dans la capacité oxydante de l'atmosphère et la qualité de l'air, et pourquoi pas d'être à l'origine des processus qui ont conduit à l'apparition de la vie (La vie est le nom donné :) sur terre...

Des applications de cette chimie "sur l'eau" pourraient rapidement voire le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), notamment dans le domaine de la "chimie verte", en permettant par exemple de s'affranchir de l'utilisation de solvants organiques.

Bien qu'un long chemin reste à parcourir pour comprendre les mécanismes de ces réactions, conclut l'auteur, la multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire...) des analyses expérimentales couplées à des simulations théoriques devrait permettre de rapides progrès dans l'amélioration des modèles prédictifs de la composition chimique de l'atmosphère et de l'effet des aérosols sur le climat.

Référence:
Manuel F. Ruiz-Lopez.
Mid-air transformations on aerosols - Science 2021
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8914

Contacts:
- Manuel Ruiz-Lopez - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) au Laboratoire de physique et chimie théoriques (CNRS/Université de Lorraine) - Manuel.Ruiz atb univ-lorraine.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) - Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de chimie du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) - inc.communication at cnrs.fr
- Anne-Valérie Ruzette - Chargée scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) pour la communication - Institut de chimie du CNRS - anne-valerie.ruzette at cnrs.fr
- Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie,...) - Chercheur à l'Institut parisien de chimie moléculaire & Chargé de mission pour la communication scientifique de l'INC - inc.communication at cnrs.fr
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.055 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique