Lorsque vous regardez par la fenêtre ou au-dessus de vous, vous remarquerez peut-être des nuages ​​colossaux ou la quantité d’air. Les scientifiques notent également cela; Les grandes masses comme l’air et les nuages ​​sont au centre des modèles qu’ils utilisent pour surveiller l’atmosphère terrestre.

Les minuscules gouttelettes liquides ou particules solides qui flottent, également appelées aérosols, sont faciles à manquer sur le ciel bleu. Bien qu’elles soient souvent invisibles, elles sont essentielles au fonctionnement de notre atmosphère. Chaque paquet d’air autour de vous est rempli de centaines d’aérosols. Ils pourraient agir comme les graines à partir desquelles poussent les nuages. Ou ils pourraient fusionner comme le smog étouffant la ville.

Les aérosols restent l’un des le plus mal compris aspects de l’atmosphère terrestre, mais il est clair qu’ils ne traversent pas l’atmosphère sans conséquence. Puisque le soleil entraîne les vents qui transportent les aérosols, sa lumière peut également les séparer. De plus, la lumière peut être déviée à travers un aérosol comme si elle traversait une lentille, accélérant ainsi le processus de destruction.

Les scientifiques ont examiné ce dernier effet en détail pour la première fois, comme ils le rapportent dans un article. publié dans Science le 15 avril. Ces processus, la manière dont la lumière du soleil affecte et décomposent les aérosols, sont essentiels pour comprendre le fonctionnement de la pollution.

Ce processus peut avoir des effets majeurs sur la chimie d’un aérosol, « et les réactions peuvent se produire plus rapidement dans certaines parties de la particule que dans d’autres », dit-il. Paul Corral Arroyochimiste à l’ETH Zürich en Suisse et l’un des Science auteurs de l’article.

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Vous pouvez reconnaître les aérosols comme vecteurs de transmission du coronavirus, mais ce n’est qu’un sous-type d’entre eux. Quatre-vingt-dix pourcent des aérosols sont naturels, comme le sel marin et les cendres volcaniques, produits par des processus qui ont existé bien avant l’homme. Mais d’autres sont de notre faute : les émissions des véhicules, la suie provenant de la combustion des matières végétales et la poussière projetée dans l’air par les machines.

L’étude des aérosols n’est pas entièrement nouvelle. En particulier, les scientifiques savaient que la lumière du soleil pouvait décomposer les aérosols en les brisant et en les rétrécissant. La lumière, en particulier la lumière ultraviolette du soleil, ronge les liaisons chimiques qui maintiennent ces molécules ensemble. Cela pourrait faire en sorte qu’un aérosol devienne plus petit ou que son contenu se décompose en d’autres substances.

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Mais ce n’est que maintenant que les scientifiques commencent à comprendre que les aérosols peuvent se comporter de manière nuancée avec un grand effet. « Nous devons faire attention à la façon dont nous traitons les petits objets flottant dans l’air. Elle ne peut pas simplement être traitée comme de l’eau en vrac, des liquides en vrac », dit-il. Christian Georgesun chimiste de l’atmosphère à l’Université Claude-Bernard Lyon 1 en France qui ne faisait pas partie de l’équipe de recherche.

Par exemple, ce que les scientifiques commencent seulement à comprendre, c’est que les particules agissent comme des lentilles, grossissant et amplifiant la lumière qui les traverse. Cette décomposition est également accélérée si le spray est réalisé à partir de certains matériaux. Les scientifiques savaient que cela se produisait : lors d’expériences précédentes, ils avaient piégé de minuscules particules contenant un colorant dans la lumière et les avaient observées se désagréger. Ils ont constaté qu’à mesure que les particules devenaient plus petites, le colorant se décomposait plus rapidement.

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Mais essayer d’observer comment cet effet fonctionne réellement, essayer de regarder à l’intérieur d’une gouttelette et voir une réaction accélérée se dérouler, est difficile. Une particule doit être juste de la bonne taille pour voir à l’intérieur : trop grosse et elle sera trop grosse pour être vue par des outils, même en utilisant un microscope à rayons X, comme l’ont fait ces chercheurs. Trop petit, et les différences de composition chimique seront trop petites pour être vues.

Pour observer quelque chose de visible, ces chercheurs ont utilisé un produit chimique appelé citrate de fer (III). Il existe dans l’atmosphère, en particulier près du sol. Mais les chercheurs l’ont choisi principalement parce que lorsqu’il réagit à la lumière du soleil, il se décompose en un autre produit chimique appelé citrate de fer (II) dans une réaction facile à voir, mais seulement si vous pouvez regarder d’assez près.

Corral Arroyo et ses collègues ont projeté des particules de fer (III) avec de la lumière ultraviolette pendant des heures. Pendant ce temps, ils ont soigneusement observé les particules au microscope à rayons X. Les rayons X leur ont permis de voir quelles parties d’une particule individuelle, moins d’un centième de la largeur d’un cheveu humain, réagissaient et quand.

« C’est ce qui nous a vraiment permis de suivre la composition chimique dans différentes parties de la particule », explique Corral Arroyo.

Maintenant qu’ils ont vu comment la lumière décompose les particules de l’intérieur, les chimistes pourraient essayer de comprendre comment la lumière se comporte dans différents types d’aérosols. Toutes les particules et gouttelettes ne sont pas créées égales lorsqu’il s’agit de se prélasser et de se briser au soleil. La suie de carbone noir provenant de la combustion du charbon et d’autres particules sombres a tendance à absorber la lumière plutôt que de la laisser pénétrer à l’intérieur.

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Le sel marin et de nombreux aérosols d’origine organique, en revanche, connaîtront des réactions accélérées. Savoir que cela se produit dans les particules a un impact important sur les modèles que les scientifiques utilisent pour comprendre le comportement de la pollution.

« Si vous voulez vraiment disposer de modèles précis, vous devrez tenir compte de ces effets », déclare Corral Arroyo. « Sinon, votre modèle ne fonctionne tout simplement pas correctement. »

En fait, la plupart des modèles atmosphériques actuels se concentrent principalement sur de grandes masses d’air ou d’eau. « Ce que ce document montre vraiment, c’est que nous ne pouvons pas continuer comme nous le faisons actuellement », déclare George. Si des effets comme ceux-ci sont importants, et les auteurs de l’étude le disent, alors c’est un signe que ces modèles, essentiels à tout, de la prévision climatique à la compréhension du changement climatique, sont incomplets.