Les humains ont commencé à avoir un impact mesurable et négatif sur la qualité de l'eau dans la baie de Chesapeake dans la première moitié du 19e siècle, selon une étude sur les huîtres orientales menée par des chercheurs de l'Université de l'Alabama.

L'oeuvre, Publié dans Rapports scientifiques , montrer que l'effet de la pollution apparaît un peu plus tôt que prévu, mais cela confirme généralement que la déforestation et l'industrialisation croissantes autour de la baie ont conduit à des problèmes de qualité de l'eau avant la guerre civile, ce qui a été démontré par d'autres études avec différentes méthodes de test.

L'étude montre que l'utilisation de coquilles d'huîtres provenant de sites archéologiques est un moyen efficace de mesurer les impacts environnementaux de l'apport de déchets sur les estuaires, en particulier les niveaux d'azote qui ont un impact sur la chimie de la coquille de l'huître car elle se nourrit des nutriments contenus dans l'eau, selon le papier.

"Nous avons été parmi les premiers à essayer cela sur des coquillages archéologiques, et le premier à identifier une ancienne période de pollution à l'aide de cette méthode, " a déclaré le Dr C. Fred T. Andrus, professeur agrégé et président du département des sciences géologiques de l'UA.

"Cela pourrait être un bon moyen pour nous d'apprendre à quoi ressemble la base de référence de l'eau propre. Cela nous indique la quantité naturelle de déchets animaux et humains qui devrait aller dans une baie, ce qui est important car les pêcheries dont nous dépendons peuvent être considérablement endommagées par un excès d'azote."

La recherche a été dirigée par Heather Black, une ancienne étudiante du laboratoire d'Andrus qui a obtenu sa licence et sa maîtrise en géologie à l'UA et poursuit actuellement un doctorat à la Florida International University.

Les co-auteurs de l'article incluent Andrus; W.J. Lambert, un diplômé de l'UA qui dirige maintenant le laboratoire d'isotopes stables de l'Alabama; Dr Torben Rick, conservateur de l'archéologie nord-américaine au Smithsonian Natural History Museum; et le Dr David P. Gillikin, professeur agrégé de géologie à l'Union College.

Black a choisi le Chesapeake à cause de la forte pollution, la colonisation précoce dans l'histoire américaine et l'abondance d'anciens tas d'ordures avec des coquilles d'huîtres jetées, ou amas de coquillages, elle a dit.

Bien que l'azote soit nécessaire à la vie et à une partie saine des voies navigables côtières, trop d'azote modifie l'écosystème. Trouvé dans les déchets humains et animaux, des quantités croissantes d'azote ont commencé à se répandre dans la baie alors que la région du centre de l'Atlantique se transformait grâce aux colons européens.

Même si c'est critique pour la vie, les niveaux historiques d'azote sont difficiles à évaluer, et beaucoup de matière organique est perdue avec le temps. Coquilles, bien que, sont différents.

Assis au fond de la baie incapable de bouger et mangeant une grande partie de ce qui la recouvre, l'huître orientale a une grande tolérance aux changements dans l'eau. Servant de filtre au fur et à mesure qu'il se nourrit, l'huître devient un témoin des changements environnementaux en incorporant des matières organiques dans sa coquille.

Grâce à l'analyse chimique des bandes de croissance de la coquille - qui forment un peu de la même manière que les cernes des arbres - les scientifiques peuvent déterminer certaines des conditions environnementales pendant la durée de vie d'une huître.

À l'aide de coquillages collectés lors de fouilles archéologiques par la Smithsonian Institution datant d'environ 1200 à 1900, Black a comparé les ratios d'isotopes d'azote stockés dans les coquillages avec des coquillages modernes récoltés près d'un quai au Smithsonian Environmental Research Center à Edgewater, Maryland.

Elle a gratté de petites quantités de poudre à l'intérieur de la coquille pour obtenir un isotope d'azote moyen tout au long de la vie de l'huître. Les résultats montrent un net décalage des sources d'azote entre 1800 et 1850, ce qui déclenche une augmentation rapide de l'azote jusqu'à aujourd'hui.

"La plupart des gens peuvent penser que ce genre de pollution - une quantité d'azote qui est un peu hors normes - comme ne se produisant pas avant presque la Seconde Guerre mondiale, mais on dirait qu'il y a 100 ans, ce genre d'impact lourd se fait déjà sentir, " dit Andrus.

Des recherches antérieures utilisant des carottes de sédiments creusées dans le fond de la baie ont montré des niveaux d'azote similaires à peu près à la même période, mais l'utilisation de coquillages de sites archéologiques est plus simple à dater, dit Andrus. Pour un, ils datent du site archéologique en raison d'artefacts adjacents qui correspondent à une époque précise. En outre, la datation au radiocarbone des dépôts permet de déterminer l'âge des coquillages.

Sédiment, d'autre part, peut tourbillonner et se déstabiliser et s'accumuler à des taux variables, ce qui rend la datation moins précise qu'avec des coquillages, il a dit.

"Chaque façon de mesurer quelque chose a ses problèmes, et nous avons abordé cela sous un angle différent, " a déclaré Andrus. " C'est une forme de réplication très robuste qui nous dit que la baie de Chesapeake a été polluée plus tôt que nous le pensions, mais la plus grande implication est que cela montre qu'il s'agit d'un outil vraiment utile pour cette mesure."

Des efforts sont déjà déployés pour essayer cela dans d'autres eaux côtières. Un autre des étudiants d'Andrus a effectué un travail similaire à Charleston Harbour, et les résultats montrent que les huîtres vivent sous des niveaux d'azote similaires à ceux de la préhistoire, malgré une hausse de l'azote au milieu du 20e siècle, il a dit.

Un article sur ce projet est en attente de publication.

Pour le Chesapeake, les efforts de remédiation sont en cours, et Andrus espère que ce travail pourra aider à comprendre à quoi ressemble une baie en bonne santé.

"Ce travail fournit des informations aux personnes intéressées par la remédiation pour voir une cible saine, alors que la plupart des mesures directes des teneurs en azote ne remontent qu'aux années 1970, " dit-il. " Ces mesures seraient presque certainement déjà le produit de déchets. Que ce soit ou non des objectifs réalistes pour nettoyer l'eau dépend en grande partie du plan d'eau, mais au moins cela vous donne un cadre."