Terre et climat●●●●●Difficulty 2 of 5

Quelle épaisseur aurait la couche d'ozone terrestre si on l'écrasait à plat ?

Tout l'ozone qui protège la vie sur Terre, compressé à la pression du niveau de la mer, formerait une couche d'à peine 3 millimètres d'épaisseur — et on l'a découverte parce qu'un peu de lumière solaire manquait à l'appel.

▶ Lancer l'histoire

Prends chaque molécule d'ozone de l'atmosphère terrestre et comprime-la à la même pression que l'air au niveau de la mer : tu obtiendrais une couche d'à peine 3 millimètres d'épaisseur — à peu près l'épaisseur de deux ou trois pièces de monnaie empilées. Cette coquille incroyablement fine, située entre 15 et 35 kilomètres d'altitude dans la stratosphère, absorbe 97 à 99 % des ultraviolets de fréquence moyenne du Soleil avant qu'ils n'atteignent le sol.

Personne ne cherchait à la découvrir. En 1913, les physiciens français Charles Fabry et Henri Buisson mesuraient la lumière du soleil arrivant au sol et la comparaient au spectre attendu du Soleil. En dessous d'une certaine longueur d'onde dans l'ultraviolet, la lumière était tout simplement absente — quelque chose dans l'atmosphère l'avalait entièrement. En faisant correspondre la forme de cette lumière manquante à un produit chimique connu, ils n'ont trouvé qu'une seule coïncidence possible : l'ozone.

Graphique montrant la concentration d'ozone selon l'altitude et la pénétration des UV-a, UV-b et UV-c dans l'atmosphère.
L'ozone filtre pratiquement tous les UV-c et la plupart des UV-b avant qu'ils n'atteignent la surface.Photo: NASA · Public domain

Le météorologue britannique G. M. B. Dobson a ensuite construit un instrument au sol, le Dobsonmètre, pour mesurer la quantité d'ozone présente au-dessus de lui, et entre 1928 et 1958 il a mis en place un réseau mondial de stations de surveillance qui fonctionne encore aujourd'hui. L'unité utilisée pour mesurer l'ozone atmosphérique, l'unité Dobson, porte son nom.

L'ozone lui-même est constamment créé et détruit : la lumière ultraviolette sépare les molécules d'oxygène ordinaires à deux atomes, et les atomes libérés se combinent avec des molécules d'oxygène intactes pour former de l'ozone, un cycle élaboré par le physicien Sydney Chapman en 1930. La couche elle-même est très ancienne, formée il y a environ 500 millions d'années quand l'oxygène a atteint environ un cinquième de l'atmosphère — et la Terre n'est pas seule à en avoir une : Vénus possède sa propre couche d'ozone, bien plus fine, à 100 kilomètres d'altitude. Un tout autre chapitre a commencé en 1985, quand des chercheurs ont découvert que des produits chimiques industriels appauvrissaient la couche terrestre — une histoire à part entière.

Le cycle ozone-oxygène
  1. Étape 1: UV frappe O2

    La lumière ultraviolette sépare une molécule d'oxygène ordinaire en deux atomes isolés

  2. Étape 2: O + O2 → O3

    Un atome d'oxygène libre se combine avec une molécule d'O2 intacte pour former de l'ozone

  3. Étape 3: UV frappe O3

    La lumière ultraviolette sépare à nouveau l'ozone en O2 et en un atome d'oxygène libre

Quiz

0/3

  1. 1.Comment Fabry et Buisson ont-ils découvert la couche d'ozone en 1913 ?
  2. 2.Quelle épaisseur aurait toute la couche d'ozone atmosphérique terrestre, compressée à la pression de l'air au niveau de la mer ?
  3. 3.Qu'est-ce qui maintient la couche d'ozone en équilibre stable au lieu de s'épuiser ?

Récap

La couche d'ozone n'a pas été découverte en trouvant quelque chose de nouveau, mais en remarquant qu'une couleur précise de lumière solaire manquait à l'appel.

Le fait surprenant · Compressé à la pression du niveau de la mer, tout l'ozone terrestre ne formerait qu'une couche de 3 millimètres d'épaisseur.

Sources (1)

Pas de source, pas d'affirmation. Chacun des 12 faits de cette leçon renvoie à au moins une de ces sources.

  1. [1]Ozone layer · Wikipedia
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