L'ozone (O₃) de la basse atmosphère (troposphère) est à la fois un polluant majeur et un puissant gaz à effet de serre. Au cours du 20^e siècle, la prolifération des moteurs à combustion, l'industrialisation, ainsi que des changements d'usage des sols, ont conduit à une augmentation significative de sa concentration. Mais à la différence du dioxyde de carbone et du méthane, l'ozone disparaît rapidement au cours de réactions chimiques, ce qui complique son étude. Des mesures directes de teneur en ozone ont bien été réalisées – indiquant un triplement des valeurs depuis le 19^e siècle – mais leur proximité avec les sources d'ozone les disqualifie.

Pour obtenir un historique plus fiable, des chercheurs ont prélevé de la neige et de la glace au cours d'une expédition française au centre de l'Antarctique en 2016 et en ont extrait des échantillons d'air éloigné de toute source anthropique. Ils ont alors mesuré la concentration d'un isotope rare (¹⁸O-¹⁸O) du dioxygène (O₂) qui a la particularité de pouvoir échanger ses isotopes avec l'ozone. À l'aide de modèles et de simulations numériques, ils ont pu en déduire des contraintes sur l'évolution de la teneur atmosphérique en ozone.

Les résultats indiquent une augmentation significative mais modérée de l'ozone dans la basse atmosphère : moins de 40% au 20^e siècle, en accord avec des modèles récents de chimie atmosphérique.

La contribution de l'ozone troposphérique au réchauffement à la surface de la planète entre 1850 et 2005 se révèle inférieure à 0,4 W/m². Ce résultat fixe une limite à l'efficacité de mesures en faveur de la qualité de l'air liées à l'ozone pour modérer la température globale.

Ce travail est le fruit d'une collaboration entre le LSCE, deux laboratoires grenoblois (Institut des géosciences de l'environnement, Grenoble Image Parole Signal Automatique), Rice University (Texas) et Rochester University (New-York).