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Communique de presse

Une source majeure de méthanol atmosphérique a été identifiée

17 octobre 2016 - Depuis 20 ans, les concentrations élevées de méthanol sur les régions océaniques reculées demeuraient inexpliquées. La source manquante a été identifiée par des chercheurs de l’Institut royal d’Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB) en collaboration avec une équipe de la KU Leuven : il s’agit d’une réaction ignorée jusqu’à présent (CH3O2 + OH) mais que l’on sait très rapide depuis peu.

Les calculs de modélisation réalisés à l’IASB et guidés par des résultats théoriques obtenus à la KU Leuven montrent que cette réaction permet de réconcilier les modèles avec des mesures un peu partout dans le monde. A l’échelle globale, la réaction produit autant de méthanol que toutes les sources terrestres connues.

Cette découverte modifie notre compréhension du cycle du méthane, un gaz climatique d’importance majeure. Ces résultats sont publiés en ligne dans la revue Nature Communications le 17 octobre 2016.

 

Le radical CH3O2 joue un rôle essentiel en chimie atmosphérique. Par exemple, sa réaction avec l’oxyde nitrique représente environ 25% de la source globale d’ozone dans la troposphère. Récemment, une étude de laboratoire a montré que la réaction de CH3O2 avec le radical hydroxyle (OH) est très rapide. Mais son impact dans l’atmosphère dépend de l’identité des produits de la réaction, et ceux-ci étaient jusqu’à présent inconnus. Ceci explique qu’en dépit de son importance, cette réaction n’est pas considérée dans les modèles atmosphériques.

 


Augmentation calculée (en %) de la concentration de méthanol à la surface terrestre, lorsque la réaction CH3O2+OH est prise en compte.

 

Les produits possibles de la réaction ont été identifiés grâce à des méthodes théoriques par l’équipe de la KU Leuven. L’estimation précise des rendements des produits est cependant hors de portée de ces calculs. Heureusement, des contraintes existent, sous la forme de mesures de composés atmosphériques. Les conséquences de la réaction ont donc été évaluées à l’IASB grâce à des simulations de chimie atmosphérique avec un modèle global.

La comparaison des résultats du modèle avec de nombreuses mesures méthanol montrent une amélioration spectaculaire lorsqu’on suppose que la réaction produit environ 30% de ce composé, un rendement de formation compatible avec la théorie.

 


Méthanol mesuré (losanges) et simulés (courbes) sur la Pacifique pendant la mission aéroportée PEM-Tropics-B. Courbes en bleu : simulations sans la réaction CH3O2+OH; en rouge : avec la réaction. Les courbes pointillées représentent les simulations qui ignorent la source océanique de méthanol.

 

Cette production est estimée à environ 115 Mégatonnes par an, soit autant que toutes les sources terrestres prises ensemble. La réaction a aussi un effet significatif (+4%) sur la durée de vie, et donc l’impact climatique, du méthane.


Cette étude a été financée par la Politique Scientifique Belge au travers des programmes PRODEX (projet ACROSAT) et SSD (projet BIOSOA).

 

 

Article complet

Müller, J.-F., Z. Liu, V. S. Nguyen, T. Stavrakou, J. Harvey, and J. Peeters, The reaction of methyl peroxy and hydroxyl radicals as a major source of atmospheric methanol, Nature Communications, 7:13213, doi:10.1038/NCOMMS13213 (2016). 

 

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