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La couche d’ozone stratosphérique protège la vie sur Terre en absorbant les rayons ultraviolets, qui endommagent l’ADN des plantes et des animaux (y compris les humains) et entraînent des coups de soleil et des cancers de la peau. Avant 1979, les scientifiques n’avaient pas observé de concentrations d’ozone atmosphérique inférieures à 220 unités Dobson. Mais au début des années 1980, grâce à une combinaison de mesures au sol et par satellite, les scientifiques ont commencé à réaliser que l’écran solaire naturel de la Terre s’amincissait considérablement au-dessus du pôle Sud chaque printemps. Cet amincissement de la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique est devenu ce qu’on appelle le trou d’ozone.

Cette série d’images montre la taille et la forme du trou d’ozone chaque année de 1979 à 2019 (aucune donnée n’est disponible pour 1995). Les mesures ont été effectuées de 1979 à 2004 par les instruments TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) de la NASA, de 2005 à 2011 par l’OMI (Ozone Monitoring Instrument) de l’Institut météorologique royal des Pays-Bas (qui vole sur le satellite Aura de la NASA) et de 2012 à 2019 par l’OMPS (Ozone Mapping Profiler Suite) du satellite Suomi NPP de la NASA/NOAA. Les zones rouges et jaunes indiquent le trou d’ozone.

Comme le montrent les images, le mot trou n’est pas littéral ; aucun endroit n’est vide d’ozone. Les scientifiques utilisent le mot trou comme une métaphore pour désigner la zone dans laquelle les concentrations d’ozone tombent sous le seuil historique de 220 unités Dobson. Grâce à cette métaphore, ils peuvent décrire la taille et la profondeur du trou. Ces cartes montrent l’état du trou d’ozone chaque année le jour de la profondeur maximale – le jour où les concentrations d’ozone les plus faibles ont été mesurées.

La série commence en 1979. Cette année-là, la profondeur maximale du trou était de 194 unités Dobson (DU)-non loin du précédent minimum historique. Pendant plusieurs années, les concentrations minimales sont restées dans les 190, mais ensuite les minima se sont rapidement creusés : 173 DU en 1982, 154 en 1983, 124 en 1985. En 1991, un nouveau seuil a été franchi, puisque la concentration d’ozone est passée pour la première fois sous la barre des 100 DU. Depuis lors, les concentrations inférieures à 100 sont devenues plus fréquentes. Le trou d’ozone le plus profond s’est produit en 1994, lorsque les concentrations sont tombées à seulement 73 DU le 30 septembre.

Les records de profondeur et de superficie ne se sont jamais produits au cours des mêmes années (le plus grand trou d’ozone s’est produit en 2006), mais la tendance à long terme de ces deux caractéristiques est cohérente : de 1980 au début des années 1990, le trou a rapidement augmenté en superficie et en profondeur. Au cours des premières années du XXIe siècle, les trous d’ozone annuels se sont à peu près stabilisés (voir le site Web Ozone Hole Watch pour les moyennes annuelles). Les fluctuations annuelles de la superficie et de la profondeur sont dues aux variations de la température et de la circulation stratosphériques. Les conditions plus froides entraînent une plus grande superficie et des valeurs d’ozone plus faibles au centre du trou.

Le trou d’ozone a ouvert les yeux du monde sur les effets globaux de l’activité humaine sur l’atmosphère. Les scientifiques ont découvert que les chlorofluorocarbones (CFC) – des produits chimiques à longue durée de vie qui étaient utilisés dans les réfrigérateurs et les aérosols depuis les années 1930 – avaient un côté sombre. Dans la couche de l’atmosphère la plus proche de la Terre (la troposphère), les CFC ont circulé pendant des décennies sans se dégrader ni réagir avec d’autres produits chimiques. Mais lorsqu’ils atteignent la stratosphère, leur comportement change. Dans la haute stratosphère (au-delà de la protection de la couche d’ozone), les rayons ultraviolets ont provoqué la décomposition des CFC, libérant du chlore, un atome très réactif qui catalyse à plusieurs reprises la destruction de l’ozone.

La reconnaissance mondiale du potentiel destructeur des CFC a conduit au protocole de Montréal de 1987, un traité qui élimine progressivement la production de produits chimiques appauvrissant la couche d’ozone. Les scientifiques estiment qu’environ 80 % du chlore (et du brome, qui a un effet destructeur d’ozone similaire) présent aujourd’hui dans la stratosphère au-dessus de l’Antarctique provient de sources humaines et non naturelles.

Les modèles suggèrent que la concentration de chlore et d’autres substances appauvrissant la couche d’ozone dans la stratosphère ne retrouvera pas les niveaux d’avant 1980 avant le milieu des décennies du XXIe siècle. Les scientifiques ont déjà vu la première preuve définitive du rétablissement de l’ozone, en observant une diminution de 20 % de l’appauvrissement de la couche d’ozone pendant les mois d’hiver de 2005 à 2016. En 2019, des conditions météorologiques anormales dans la haute atmosphère au-dessus de l’Antarctique ont considérablement limité l’appauvrissement de l’ozone, conduisant au plus petit trou depuis 1982. Les modèles prévoient que la couche d’ozone de l’Antarctique se reconstituera en grande partie d’ici 2040.

• Carlowicz, M. (2009) The World We Avoided by Protecting the Ozone Layer. Site web de l’observatoire de la Terre de la NASA.
• Carlowicz, M. (2009) Le changement climatique et la circulation atmosphérique permettront une récupération inégale de l’ozone. Site web du portail de la NASA.
• NASA (2016) Site web de surveillance du trou d’ozone.
• NASA Earth Observatory (2018, 13 février)Les mesures montrent une réduction du produit chimique mangeur d’ozone.
• NASA Earth Observatory (2017, 3 novembre)Le trou d’ozone est le plus petit depuis 1988.