Le mystère de la concentration en acide sulfurique dans l'atmosphère résolu
Des activités de recherche révolutionnaires conduites en Europe et aux États-Unis ont montré que l'acide sulfurique et l'eau réagissaient suffisamment rapidement pour expliquer la haute concentration d'acide sulfurique dans l'atmosphère. Les résultats de l'étude proviennent du projet EUCARRI («European integrated project on aerosol cloud climate and air quality interactions»), financé au titre du domaine thématique «Développement durable, changement planétaire et écosystèmes» du sixième programme-cadre (6e PC) à hauteur de 10 millions d'euros. Les résultats ont été publiés dans la revue Science. Des scientifiques de République tchèque, d'Allemagne, de Finlande, de Suède et des États-Unis ont déclaré que leurs résultats pourraient avoir d'importantes implications pour la modélisation du climat à l'échelle mondiale, et pourraient réellement donner aux chercheurs les moyens d'éliminer tout doute concernant l'impact des aérosols sur leurs prévisions. On attendait ces résultats depuis longtemps; les chercheurs ont depuis toujours tenté de concilier les concentrations atmosphériques d'acide sulfurique et les résultats obtenus dans le cadre de tests en laboratoire sur les taux de formation des particules. Mikko Sipilä, du département de physique à l'université d'Helsinki, en Finlande, fait remarquer que les méthodes qu'il a développées avec ses collègues permettent de détecter des particules à peine plus grosses qu'un nanomètre. Les dernières tentatives ont échoué car les détecteurs de particules se sont révélés décevants; ils permettaient seulement de détecter des particules de 3 nanomètres et plus. D'après M. Sipilä, les particules d'acide sulfurique formées par le gaz H2SO4 se développent très lentement lorsque les concentrations se situent en deçà de 108 molécules par centimètre cube. «Cela signifie que durant les temps de séjour utilisés dans les études antérieures (normalement 10 secondes), les particules ne peuvent pas croître au-delà de la limite des compteurs de particules qu'ils utilisent», explique le chercheur finnois. Grâce à leurs nouvelles méthodes de détection améliorées, les chercheurs ont réussi à démontrer que la différence de plusieurs ordres de grandeur entre les taux de croissance observés et théoriques était en fait inexistante. Ils ont constaté que malgré le fait que le taux de croissance décelé ne correspondait pas exactement aux prévisions de la théorie, «l'accord était respecté». D'après la théorie de nucléation, les particules telles que l'acide sulfurique deviennent stables dès la phase de condensation. En résumé, la nucléation est une réaction physique qui se produit lorsque les composants commencent à se précipiter et forment des noyaux qui attirent d'autres précipités. D'après les chercheurs, la reproduction des résultats de l'étude pourrait jouer un rôle important en sciences sur le climat. M. Sipilä fait remarquer que les effets indirects des aérosols ne sont pas totalement compris dans les modèles climatiques. «À l'heure actuelle, je pense que parmi les modèles utilisés pour le rapport du [Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat], la nucléation est totalement négligée, ou elle repose sur des observations ambiantes», déclare-t-il. «Si les étapes moléculaires détaillées ne sont pas connues, cela crée beaucoup d'incertitudes dans ces modèles. Aussi est-il très important de comprendre les étapes en détail, car cela nous permettrait par la suite d'améliorer la précision des prévisions climatiques à l'échelle mondiale.» Participaient également à cette étude des chercheurs du Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. en Allemagne, de l'Institute of Chemical Process Fundamentals de l'académie des sciences de République tchèque, de l'Helsinki Institute of Physics et du Finnish Meteorological Institute de l'université de Stockholm en Suède ainsi que du National Center for Atmospheric Research aux États-Unis.
Pays
Tchéquie, Allemagne, Finlande, Suède, États-Unis