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Le protoxyde d’azote, un puissant gaz à effet de serre // N2O, a powerful greenhouse gas

Parmi les gaz à effet de serre qui contribuent à l’accélération actuelle du réchauffement climatique, les plus connus sont le dioxyde ce carbone (CO2) et le méthane (CH4). Un autre gaz, le protoxyde d’azote (N2O), est surtout connu pour être un gaz hilarant de plus en plus utilisé par les jeunes dans notre société, avec des risques d’asphyxie par manque d’oxygène, perte de connaissance, brûlure par le froid du gaz expulsé, désorientation, vertiges, chutes… En cas de consommation excessive, de sévères troubles neurologiques, hématologiques, psychiatriques ou cardiaques peuvent survenir. La consommation associée à d’autres produits (alcool, drogues) majore les risques.

En plus d’être un gaz hilarant, le protoxyde d’azote est le troisième plus important gaz à effet de serre après le CO2 et le CH4 ; il contribue environ à 6 % au forçage radiatif direct induit par les gaz à effet de serre. Ses émissions connaissent une augmentation bien plus forte que prévue.

Un rapport publié en 2013, mettait en garde sur les risques du NO2 pour la couche d’ozone. Jusqu’à présent, la destruction de la couche d’ozone était principalement due aux chlorofluorocarbones et autres produits chimiques halogénés. Or depuis le protocole de Montréal ; ces produits chimiques ont été largement encadrés. Le N2O, lui, ne figure pas dans ce protocole. D’après les estimations, ses émissions pourraient doubler d’ici 2050, avec des conséquences désastreuses pour la couche d’ozone et une contribution réelle à l’accélération  du changement climatique.

Les sources d’émission de N2O sont à la fois naturelles (océans, sols) et anthropiques : agriculture intensive (décomposition des engrais, déjections), combustion de la biomasse (feux de savane par exemple en Afrique), combustibles fossiles, procédés industriels chimiques (production d’acide nitrique et d’acide adipique), combustion des carburants pour l’aviation et aérosols.

Selon plusieurs institutions à travers l’Europe et les Etats-Unis, les pratiques agricoles ont fortement augmenté les émissions de protoxyde d’azote dans l’atmosphère depuis le début des années 2000 et plus particulièrement 2009. Ainsi, la production d’engrais azoté a été multipliée par 10 entre 1961 et 2017 passant de 11 millions de tonnes à 119 millions de tonnes, alors que la population mondiale n’a été multipliée que par 2,5. L’apport humain d’azote dans le sol, sous forme d’engrais, renforce l’effet de serre. Environ 60 % du protoxyde d’azote est émis via les champs fertilisés, fumiers et autres sources agricoles.

Dans un article publié dans Nature Climate Change, des scientifiques expliquent que les émissions de N2O ont augmenté plus rapidement au cours de la dernière décennie que ne l’estimait le GIEC. A côté de l’utilisation de plus en plus massive des engrais azotés, l’exploitation des combustibles fossiles et des agrocarburants (maintenant généralisés à la pompe) sont également des sources d’émissions de N2O.
L’étude publiée dans Nature Climate Change propose que les régions déjà excédentaires en azote limitent l’utilisation d’engrais azotés. C’est le cas de l’Asie de l’Est, où l’engrais azoté pourrait être utilisé plus efficacement sans réduire les rendements des cultures. En effet, quelque 60 % de l’azote contenu dans les engrais ne s’incorpore jamais aux plantes et est éliminé des racines pour ensuite contaminer les cours d’eau, les lacs, les nappes aquifères et les régions côtières par le processus d’eutrophisation.

Source : Presse scientifique internationale.

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Among the greenhouse gases that contribute to the current acceleration of global warming, the best known are carbon dioxide (CO2) and methane (CH4). Another gas, nitrous oxide (N2O), is best known for being a laughing gas more and more used by young people in our society, with the risk of suffocation from lack of oxygen, loss of consciousness, burns by the cold of the expelled gas, disorientation, dizziness, falls … In case of excessive consumption, severe neurological, hematological, psychiatric or cardiac disorders can occur. Consumption associated with other products (alcohol, drugs) increases the risks.
Besides being a laughing gas, nitrous oxide is the third most important greenhouse gas after CO2 and CH4; it contributes about 6% to the direct radiative forcing induced by greenhouse gases. Its emissions are increasing much faster than expected.
A report published in 2013 warned of the risks of NO2 for the ozone layer. Until now, the destruction of the ozone layer has been mainly due to chlorofluorocarbons and other halogenated chemicals. Now since the Montreal Protocol; these chemicals have been largely regulated. N2O is not included in this protocol. Its emissions are estimated to double by 2050, with disastrous consequences for the ozone layer and a real contribution to accelerating climate change.
The sources of N2O emissions are both natural (oceans, soils) and anthropogenic: intensive agriculture (decomposition of fertilizers, animal droppings), combustion of biomass (savannah fires for example in Africa), fossil fuels, chemical industrial processes (production of nitric acid and adipic acid), combustion of aviation fuels and aerosols.
According to several institutions across Europe and the United States, agricultural practices have sharply increased emissions of nitrous oxide into the atmosphere since the early 2000s and more particularly 2009. Thus, the production of nitrogen fertilizers increased tenfold between 1961 and 2017 from 11 million tonnes to 119 million tonnes, while the world’s population only increased by 2.5. The human input of nitrogen into the soil, in the form of fertilizer, enhances the greenhouse effect. About 60% of nitrous oxide is emitted via fertilized fields, manure and other agricultural sources.
In an article published in Nature Climate Change, scientists explain that N2O emissions have increased faster in the past decade than estimated by the IPCC. Along with the increasingly massive use of nitrogen fertilizers, the exploitation of fossil fuels and agrofuels (now widespread at the pump) are also sources of N2O emissions.
The study published in Nature Climate Change suggests that areas that already have nitrogen surpluses limit the use of nitrogen fertilizers. This is the case in East Asia, where nitrogen fertilizer could be used more efficiently without reducing crop yields. In fact, some 60% of the nitrogen contained in fertilizers never becomes incorporated into plants and is eliminated from the roots to later contaminate rivers, lakes, aquifers and coastal regions through the process of eutrophication.
Source: International scientific press.

Structure du protoxyde d’azote (Source : Wikipedia)

Dans la vie courante, le protoxyde d’azote est souvent utilisé comme gaz propulseur, notamment dans les bonbonnes de crème chantilly.

La fonte du permafrost libérerait du protoxyde d’azote // It is feared the melting of permafrost may release nitrous oxide

Selon le site web de la chaîne d’information France Info, une quantité toujours plus importante de protoxyde d’azote – un gaz hilarant – risque d’être relâchée dans l’atmosphère de l’Arctique sous l’effet du réchauffement climatique. C’est ce que révèle une étude parue dans les Proceedings of the National Academy of Sciences . Ce protoxyde d’azote (N20) est enfermé dans le permafrost qui est en train de fondre à une vitesse impressionnante dans cette région du monde

Les chercheurs ont réalisé seize prélèvements de pergélisol en Laponie finlandaise, qu’ils ont congelés puis réchauffés. Selon leurs travaux, les émissions de protoxyde d’azote sont d’autant plus probables que la surface de la tourbe est vierge en végétation. En effet, les plantes absorbent l’azote du sol et réduisent le stock disponible pour la production de protoxyde d’azote. Les plantes sont donc très efficaces pour réduire les émissions de protoxyde d’azote.

Selon les auteurs de l’étude, les régions à forte probabilité d’émission de N2O couvrent un quart de l’Arctique. Ils ajoutent que ce gaz possède un pouvoir de réchauffement 300 fois plus important à celui du dioxyde de carbone. Pour l’heure, ce gaz n’est pas pris en compte dans les modèles des climatologues, car les quantités d’émission sont jugées négligeables, contrairement au méthane, qui inquiète beaucoup les scientifiques. Toutefois, le dégel croissant du permafrost pourrait changer la donne.

Un autre chercheur précise que cette étude ne peut livrer que des informations partielles à la compréhension du phénomène car les échantillons de pergélisol ont été congelés et réchauffés en laboratoire. Il existe donc une incertitude en raison des différences selon les spécificités du terrain, notamment l’étendue des tourbières.

De mon point de vue, cette émission de protoxyde d’azote ne viendra pas bouleverser la situation car elle est probablement minime est n’est pas généralisée. De toute façon, elle ne devrait pas avoir de conséquence pour la population locale qui est très disséminée. Les gaz les plus préoccupants sont le CO2 et surtout le méthane dont on connaît les effets extrêmement négatifs.

S’il y a quelqu’un que le protoxyde d’azote laisse indifférent, c’est bien le président des Etats-Unis qui vient d’annoncer que son pays sort de l’Accord de Paris sur le climat. La raison est que l’accord est mauvais pour les Etats-Unis et nuit à l’économie du pays. Une fois encore, on apprécie l’intelligence du personnage. La décision de Donald Trump sera approuvée par un grand nombre d’Américains qui ont été conditionnés à l’idée que le réchauffement climatique appartient à un cycle naturel et n’a rien à voir avec leurs activités industrielles. J’ai encore pu m’en rendre compte le mois dernier lors de discussions avec les personnes que j’ai rencontrées.

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According to the website of the France Info news channel, an increasing amount of nitrous oxide – a laughing gas – is likely to be released into the atmosphere of the Arctic as a result of global warming. This was revealed by a study published in the Proceedings of the National Academy of Sciences. Nitrous oxide (N20) is enclosed in the permafrost which is melting at an impressive speed in this region of the world
The researchers carried out sixteen permafrost samples in Finnish Lapland, which they froze and then heated. According to their work, emissions of nitrous oxide are all the more likely as the surface of the peat is devoid of vegetation. In fact, plants absorb nitrogen from the soil and reduce the stock available for the production of nitrous oxide. Plants are therefore very effective in reducing emissions of nitrous oxide.
According to the authors of the study, regions with a high probability of N2O emissions cover a quarter of the Arctic. They add that this gas has a heating capacity 300 times greater than that of carbon dioxide. For the time being, this gas is not taken into account in climate models, because the emission quantities are considered negligible, unlike methane, which worries scientists a lot. However, the increasing melting of permafrost could change the situation.
Another researcher says that this study can provide only partial information to understand the phenomenon because permafrost samples have been frozen and heated in a laboratory. There is therefore uncertainty due to differences with the characteristics on the field, particularly the extent of the peatlands.
From my point of view, this emission of nitrous oxide will not upset the situation because it is probably minimal and is not generalized. In any case, it should not have any consequences for the local population, which is very sparse. The gases of greatest concern are CO2 and especially methane whose effects are extremely negative.

The U.S. president is not preoccupied with the nitrous oxide emissions. He has just announced that his country would withdraw from the Paris climate Agreement. The reason is that the Agreement is bad for the United States and detrimental to its economy. Once again, one can admire the intelligence of this man. Donald Trump’s decision will be approved by a great number of Americans who have beeen conditioned to the idea that climate change belongs to a natural cycle and has nothing to do with their industrial activities. This was confirmed by talks with people I met in May during my journey across American West.