Un récent rapport du programme pour l’environnement des Nations unies annonce que le « trou » de la couche d’ozone serait bien en train de se refermer grâce à l’arrêt progressif de l’utilisation de gaz qui détruisent la couche d’ozone, comme les chlorofluorocarbures (CFC). Une bonne nouvelle à plusieurs titres, notamment car la couche d’ozone empêche une partie des rayonnements ultraviolets, nocifs, de pénétrer jusqu’à nous.
La couche d’ozone a toujours été fragile, attaquée de l’intérieur par des gaz présents dans l’atmosphère (dont certains d’origine anthropique, comme les CFC). Mais elle est aussi attaquée de l’extérieur par les particules interstellaires du « rayonnement cosmique », auquel la Terre est soumise en permanence ! Ces particules cosmiques déclenchent une cascade de réactions chimiques qui détruisent les molécules d’ozone. Heureusement, le champ magnétique terrestre dévie en grande partie ce flux de particules et protège la couche d’ozone… normalement.
La protection de la couche d’ozone par le champ magnétique varie en effet, comme lui, dans le temps. Nous avons en effet récemment montré que ce n’est pas la première fois que l’épaisseur de la couche d’ozone varie. D’après nos résultats, il y a 40 000 ans, au moment de la disparition de Néandertal, la couche d’ozone aurait été plus fine qu’à notre époque.
Enquêter sur la couche d’ozone au temps de Néandertal
La disparition mystérieuse de Néandertal ne s’est pas faite en un jour. Elle résulte sûrement d’une combinaison de nombreux facteurs. Un élément avéré est qu’elle est très proche dans le temps d’une baisse de l’intensité du champ magnétique terrestre, ce qui a amené certains auteurs à relier les deux événements.
En effet, l’affaiblissement du champ magnétique aurait pu engendrer un amincissement de la couche d’ozone, qui protège la surface terrestre des rayons ultraviolets du soleil. Or, on sait maintenant que ceux-ci augmentent le risque de cancers de la peau, altèrent la vue, et impactent les capacités immunitaires. Des effets néfastes contre lesquels Néandertal aurait été moins bien équipé que Sapiens, le rendant plus sensible à la hausse des rayons UV.
Comment savoir si la couche d’ozone a été réellement amincie il y a 40 000 ans ? Peut-on reconstruire cette épaisseur au fil de l’histoire ?
Apparition et dynamique de la couche d’ozone
Depuis son apparition, la couche d’ozone joue un rôle fondamental dans la présence et l’évolution de la vie sur Terre. En effet, l’ozone est un gaz qui absorbe une partie des rayons UV émis par le soleil. La couche d’ozone permet donc d’éviter que ces rayons UV ne proviennent jusqu’à la surface des continents.
La couche d’ozone se trouve dans la stratosphère. Elle filtre les rayons ultraviolets, mais peut être attaquée de l’extérieur par les rayons cosmiques et par l’intérieur par le dioxyde d’azote, un polluant courant.
Guillaume Paris, Université de Lorraine, Fourni par l’auteur
Si la Terre est vieille d’environ 4,5 milliards d’années, la couche d’ozone, elle, est apparue bien plus tard. En effet, l’ozone (O3) est produit par un ensemble de réactions chimiques à partir de l’oxygène (O2), qui n’est apparu dans l’atmosphère qu’il y a 2,4 milliards d’années.
Depuis, l’ozone formé se retrouve à la base de stratosphère, à 35 kilomètres d’altitude, juste au-dessus de la troposphère. Là, il peut être détruit soit par d’autres gaz, comme les CFC, soit par les particules du rayonnement cosmique non déviées par le champ magnétique terrestre.
Quand le champ magnétique terrestre ne protège plus l’atmosphère
Or, il y a environ 41 000 ans, le champ magnétique terrestre a connu un affaiblissement majeur, voire une inversion temporaire de sa polarité, pendant quelques siècles.
Cet affaiblissement du champ magnétique, bien connu des géologues sous le nom d’« excursion magnétique de Laschamps », aurait été suffisamment marqué pour que les particules cosmiques pénètrent jusqu’à la couche d’ozone et y détruisent des molécules d’O3. Plus de rayons UV auraient alors pu atteindre la surface de la Terre.
C’est pour ces raisons que cet évènement a été proposé comme une des…
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Auteur: Guillaume Paris, Géochimiste, chargé de recherche CNRS au Centre de recherches pétrographiques et géochimiques de Nancy, Université de Lorraine
