Les arbres urbains qui libèrent beaucoup d'isoprène peuvent contribuer de manière disproportionnée à la chimie qui produit l'ozone par temps chaud, selon une étude publiée dans Science Advances et présentée par Nature le 20 août. Des mesures effectuées à Pékin montrent que la végétation représentait environ 10 % des émissions de composés organiques volatils entre mai et juillet 2021, mais 52 % de la réactivité chimique mesurée conduisant à la formation d'ozone.
L'ozone au niveau du sol apparaît lors de réactions alimentées par la lumière solaire entre les composés organiques volatils et les oxydes d'azote, surtout issus du trafic et de l'industrie. Contrairement à l'ozone protecteur de la haute atmosphère, il peut irriter ou endommager les voies respiratoires, notamment chez les personnes asthmatiques. Les arbres apportent aussi ombre, fraîcheur, stockage du carbone et filtration des polluants; les chercheurs parlent donc du choix des espèces, et non d'un rejet de la végétalisation urbaine.
L'équipe a prélevé des échantillons d'air dans Pékin, les a associés aux données des stations de surveillance de l'ozone et a estimé la vitesse de réaction des différents composés avec les radicaux hydroxyles. Ces réactions produisent des radicaux peroxyles qui interagissent avec les oxydes d'azote et favorisent ensuite l'ozone sous le soleil. L'isoprène, composé très réactif émis pendant la photosynthèse par des saules et des peupliers, dominait l'apport végétal malgré un volume global d'émissions humaines plus élevé.
Environ 35 % des arbres de Pékin ont été classés parmi les émetteurs d'isoprène. Les scientifiques ont ensuite examiné les espèces plantées dans 24 mégapoles et constaté que plusieurs villes, dont Sydney et Melbourne, pourraient présenter un potentiel d'émission supérieur à celui de Pékin; selon Nature, près de 65 % des arbres de Sydney émettent ce composé. Le résultat montre que les plantations influencent la chimie de l'air, même si l'ozone réel dépend aussi des oxydes d'azote, de l'ensoleillement et de la météo.
La chaleur renforçait nettement le phénomène. Entre 20 et 35 degrés Celsius, la réactivité avec les hydroxyles liée aux composés végétaux était multipliée par sept, tandis que la part de la végétation dans la réactivité totale passait de 21 % à 74 %. Le réchauffement et les vagues de chaleur plus fréquentes pourraient donc amplifier ce compromis sanitaire au moment où les villes augmentent leur couverture arborée pour limiter les températures dangereuses.
L'Université d'Innsbruck indique que remplacer, lors du renouvellement normal, un dixième des arbres fortement émetteurs de Pékin par des espèces faiblement émettrices réduirait les émissions d'isoprène d'au moins 29 %. Les chercheurs ne proposent pas d'abattage massif: un remplacement progressif, des plantations diversifiées et la baisse continue des oxydes d'azote et des composés d'origine humaine constituent une réponse équilibrée. D'autres observations devront adapter ces conclusions aux climats et politiques de chaque ville.
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