Le dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone (CO₂) est le gaz à effet de serre le plus courant et le plus préoccupant. Le CO₂ est un gaz d’origine naturelle qui est un composant majoritaire du cycle de carbone. Les processus biologiques captent et emmagasinent à maintes reprises le carbone dans les organismes, les dépôts océaniques et les sols; le carbone est relâché dans l’atmosphère sous forme de CO₂ lorsque les plantes se décomposent, puis est capté et emmagasiné de nouveau lorsque le processus se répète.

Les activités humaines dégagent dans l’atmosphère de nouvelles quantités de CO₂ qui ne faisaient pas partie auparavant du cycle de carbone. Les puits naturels de dioxyde de carbone ne parviennent pas à suivre le rythme pour ce qui est de capter et de piéger cette nouvelle source. Cela signifie que le CO₂ s'accumule de plus en plus dans l'atmosphère. Lorsqu’il circule naturellement dans le cycle de carbone, le CO₂ demeure dans l’atmosphère pendant environ 150 ans; ceci dépend, toutefois, de la quantité de CO₂ dans l'atmosphère à ce moment-là et des processus biologiques en place pour les gérer. À l’heure actuelle, avec plus de CO₂ et moins de processus biologiques (en raison de la déforestation et de l’utilisation du sol modifiée), le cycle de carbone a considérablement ralenti.

Les augmentations de CO₂ dues aux activités humaines sont principalement causées par la combustion des combustibles fossiles et les modifications apportées à l’utilisation du sol, comme la déforestation et l’agriculture non durable qui ont diminué la capacité des organismes et des sols à capter et à emmagasiner le carbone.

Le méthane

Le méthane (CH₄) est un produit chimique composé d’atomes de carbone et d’hydrogène. C’est un gaz à effet de serre d’origine naturelle très courant. Il est présent dans des gisements dans la croûte terrestre. Il provient également de la décomposition anaérobie ou de la fermentation des matières organiques. Le méthane est non toxique, mais il peut nuire aux organismes en déplaçant l’oxygène qu’ils respirent. Il est aussi inflammable à certaines températures et à certaines pressions.

Le méthane est utilisé comme combustible et dans divers processus industriels. Il est relâché dans l’atmosphère par suite des activités humaines liées à la production d’énergie, à la décomposition organique et à la combustion des combustibles. Dans l’atmosphère, c’est un gaz à effet de serre dont le potentiel de réchauffement planétaire est environ 21 fois plus puissant que le CO₂. Il a toutefois une courte vie atmosphérique.

L’oxyde nitreux

L’oxyde nitreux (N₂O) est un gaz d’origine naturelle. Il est incolore, ininflammable et stable, mais il a une odeur et un goût nettement doux. Lorsqu’il est inhalé en petites quantités, il provoque une légère euphorie. C’est la raison pour laquelle le N₂O s’appelle aussi « gaz hilarant ».

Le N₂O est utilisé comme anesthésique au cours des interventions chirurgicales, propulseur pour les denrées en aérosol, agent de détection des fuites pour les conduites de transport de gaz, agent oxydant pour la production de composés organiques, ingrédient du propergol et composant de la fabrication des nitrates. Bien qu’il soit d’origine naturelle, le N₂O que nous utilisons à ces fins est fabriqué.

Il est également créé par suite des activités humaines. Le N₂O, qui est produit par l’utilisation des engrais et le bétail, est relâché dans l’atmosphère. Bien qu’il existe naturellement dans l’atmosphère, les quantités supplémentaires de N₂O qui y sont ajoutées augmentent l’effet de serre de l’atmosphère. Le N₂O a un potentiel de réchauffement planétaire de 310, ce qui en fait un gaz à effet de serre puissant.

Les hydrofluorocarbones

Les hydrofluorocarbones représentent une famille de produits chimiques partageant la même caractéristique, celle d'être composés d’atomes de fluor, d'hydrogène et de carbone. Les hydrofluorocarbones ne sont pas naturellement présents dans l’environnement. Leur fabrication a commencé il y a peu de temps, au cours des années 1990. Ils sont couramment fabriqués pour la réfrigération et la climatisation, le gonflement de la mousse, les aérosols généraux, les aréorosols-doseurs, le lavage par solvant et la lutte contre les incendies.

Les hydrofluorocarbones ont des potentiels de réchauffement planétaire qui sont des milliers de fois plus puissants que le CO₂.

L'hexafluorure de soufre

L'hexafluorure de soufre est un gaz lourd composé de soufre et de fluor. Il est inodore, incolore, non toxique et ininflammable. L’hexafluorure de soufre a de nombreuses utilisations commerciales et industrielles comme la fabrication des fenêtres, le coulage du magnésium et l’électronique.

Il est également utilisé comme gaz traceur et substance médicale. Il a un potentiel de réchauffement planétaire qui est presque vingt-quatre mille fois plus puissant que le CO₂. Des petites émissions d’hexafluorure de soufre peuvent avoir des répercussions importantes sur l’atmosphère.

Les perfluorocarbones

Les perfluorocarbones représentent une famille de produits chimiques partageant la même caractéristique, celle d'être composés d’atomes de fluor et de carbone. Les produits chimiques de cette famille sont chimiquement inertes, thermiquement stables, non toxiques et ininflammables. Les perfluorocarbones ne sont pas naturellement présents dans l’environnement. Ils sont couramment fabriqués à diverses fins médicales et électroniques, et pour la fabrication des peintures et des textiles. Ils sont aussi couramment produits comme sous-produits de la fabrication de l’aluminium.

Les perfluorocarbones ont tendance à avoir un très grand potentiel de réchauffement planétaire, commençant à 6500 PRG. Ils passent également de très longues périodes, souvent plusieurs milliers d’années, dans l’atmosphère avant de terminer un cycle.

La vapeur d’eau

La vapeur d'eau existe naturellement dans l'atmosphère par suite du cycle hydrologique. L’eau passe de l’état liquide sur la Terre à l’état de vapeur dans l’atmosphère, puis revient sur Terre grâce aux processus de transpiration, d’évaporation et de précipitation. À mesure que les températures de la Terre augmentent, une plus grande quantité de vapeur d’eau est emmagasinée dans l’atmosphère à tout moment, accroissant ainsi l’effet de serre. Certaines activités humaines relâchent de la vapeur d’eau dans l’atmosphère, mais ce phénomène est insignifiant comparé aux processus hydrologiques naturels.

L’ozone

L’ozone, forme triatomique de l’oxygène (O₃), est un composant gazeux de l’atmosphère. Il est produit à la fois de façon naturelle et par des réactions photochimiques provoquées par des gaz résultant des activités humaines (le smog photochimique). À haute concentration, à l’état fondamental, l'ozone peut être dangereux pour un grand nombre d'organismes vivants dont les humains. Dans la stratosphère, l'ozone est produit par l'interaction entre les rayons ultraviolets du soleil et l'oxygène moléculaire (O₂). L'ozone stratosphérique est un gaz à effet de serre qui joue un rôle décisif dans l'équilibre des rayonnements stratosphériques.