Alouettes cornues des collections du Field Museum, avec des oiseaux gris du début du siècle et des oiseaux plus propres des années plus récentes où il y avait moins de suie dans l'atmosphère. Crédit :(c) Carl Fuldner et Shane DuBay, L'Université de Chicago et le Field Museum
Les alouettes cornues sont de mignons petits oiseaux chanteurs au ventre blanc et au menton jaune, au moins, maintenant ils le sont. Il y a cent ans, au plus fort de la pollution par les fumées urbaines aux États-Unis, leurs plumes pâles étaient teintées de gris foncé par la suie de l'atmosphère. Un nouveau papier dans le Actes de l'Académie nationale des sciences montre que la décoloration des oiseaux dans les collections des musées peut être utilisée pour retracer la quantité de noir de carbone dans l'air au fil du temps et les effets de la politique environnementale sur la pollution.
"La suie sur les plumes de ces oiseaux nous a permis de tracer la quantité de noir de carbone dans l'air au fil du temps, et nous avons découvert que l'air au tournant du siècle était encore plus pollué que les scientifiques ne le pensaient auparavant, " dit Shane DuBay, un étudiant diplômé du Field Museum et de l'Université de Chicago et l'un des auteurs de l'étude. Lui et le co-auteur Carl Fuldner, également étudiant diplômé à UChicago, a analysé plus d'un millier d'oiseaux collectés au cours des 135 dernières années pour déterminer et quantifier les effets de la suie dans l'air au-dessus des villes de la Rust Belt.
"Si vous regardez Chicago aujourd'hui, le ciel est bleu. Mais quand vous regardez des photos de Pékin et de Delhi, vous avez une idée de ce à quoi ressemblaient autrefois des villes américaines comme Chicago et Pittsburgh, " dit DuBay. " En utilisant les collections des musées, nous avons pu reconstituer cette histoire."
Les ornithologues du Field Museum savent depuis longtemps que les spécimens d'oiseaux de la collection du début des années 1900 étaient visiblement plus sombres que prévu, et la suie atmosphérique était le suspect.
"Quand tu touches ces oiseaux, vous obtenez des traces de suie sur vos mains. Nous porterions des gants blancs en les manipulant, et les gants en sortiraient tachés, comme quand tu as de l'encre sur le bout des doigts en lisant un journal, " dit DuBay. C'est parce que la suie dans l'air s'accrochait aux plumes des oiseaux comme la poussière à un plumeau. " Ces oiseaux agissaient comme des filtres à air se déplaçant dans l'environnement, " ajoute DuBay.
Les moineaux des champs des collections du Field Museum, avec des oiseaux gris du début du siècle et des oiseaux plus propres des années plus récentes où il y avait moins de suie dans l'atmosphère. Crédit :(c) Carl Fuldner et Shane DuBay, L'Université de Chicago et le Field Museum
Les oiseaux étaient également des candidats idéaux pour l'étude car ils muent et font pousser un nouvel ensemble de plumes chaque année, ce qui signifie que la suie sur eux ne s'était accumulée que depuis un an lorsqu'ils ont été collectés. Et il y avait une tendance apparente :les vieux oiseaux étaient plus sales, et les nouveaux oiseaux étaient plus propres.
Pour mesurer l'évolution de la suie au fil des ans, DuBay et Fuldner se sont tournés vers une nouvelle approche :photographier les oiseaux et mesurer la lumière réfléchie par eux. Fuldner, un historien de la photo qui se concentre sur les images de l'environnement, a travaillé avec DuBay pour développer une méthode d'analyse des oiseaux à l'aide de la photographie. Les oiseaux photographiés, au nombre de plus de mille, étaient tous issus de cinq espèces qui se reproduisent dans la ceinture de fabrication et ont beaucoup de plumes blanches qui mettent en valeur la suie.
Les images, représentant le contraste entre les oiseaux gris souillés et les blancs propres, sont dramatiques. « Les photographies donnent au projet une dimension viscérale, vous faites un lien avec les images, " dit Fuldner.
DuBay et Fuldner ont tracé la quantité de lumière rebondissant sur les plumes des oiseaux en fonction de l'année où les oiseaux ont été collectés. Pour donner un sens à leurs découvertes, les deux chercheurs se sont ensuite penchés sur l'histoire sociale de la pollution atmosphérique urbaine.
"Les changements chez les oiseaux reflètent les efforts, d'abord au niveau de la ville mais finalement devenir un mouvement national, pour résoudre le problème de la fumée, ", dit Fuldner. "Nous sommes en fait en mesure de revenir en arrière et de voir à quel point certaines approches politiques étaient efficaces."
"Nous avons été surpris par la précision que nous avons pu atteindre, " dit DuBay. " La suie sur les oiseaux suit de près l'utilisation du charbon au fil du temps. Pendant la Grande Dépression, il y a une forte baisse du noir de carbone sur les oiseaux parce que la consommation de charbon a baissé - une fois que nous l'avons vu, ça a cliqué. » La quantité de suie sur les oiseaux a rebondi autour de la Seconde Guerre mondiale, lorsque la fabrication en temps de guerre a fait augmenter l'utilisation du charbon, et a abandonné rapidement après la guerre, quand les habitants de la Rust Belt ont commencé à chauffer leurs maisons avec du gaz naturel provenant de l'Ouest plutôt qu'avec du charbon.
Alouettes cornues des collections du Field Museum, avec un oiseau gris du début du siècle et un oiseau plus propre des années plus récentes où il y avait moins de suie dans l'atmosphère. Crédit :(c) Carl Fuldner et Shane DuBay, L'Université de Chicago et le Field Museum
"Le fait que les oiseaux les plus récents soient plus propres ne signifie pas que nous sommes en clair, » note DuBay. « Alors que les États-Unis rejettent beaucoup moins de carbone noir dans l'atmosphère qu'avant, nous continuons à pomper des polluants moins visibles dans notre atmosphère – ces polluants ne sont tout simplement pas aussi visibles que la suie. Plus, de nombreuses personnes dans le monde ont encore de l'air étouffé par la suie dans leurs villes."
L'analyse du noir de carbone atmosphérique pourrait aider les scientifiques à étudier le changement climatique. "Nous savons que le noir de carbone est un puissant agent du changement climatique, et au tournant du siècle, les niveaux de noir de carbone étaient pires qu'on ne le pensait auparavant, " dit DuBay. " J'espère que ces résultats aideront les scientifiques du climat et de l'atmosphère à mieux comprendre les effets du carbone noir sur le climat. "
Et pour DuBay et Fuldner, pouvoir appliquer leurs recherches au-delà de leurs domaines respectifs de la biologie évolutive et de l'histoire photographique était à la fois inattendu et gratifiant.
« En tant qu'historien, l'une des questions que je pose toujours est, « Quel est le point de cette recherche à la façon dont nous vivons maintenant ? » Dans ce cas, la réponse est rapidement devenue claire, " dit Fuldner. " Remplir un espace vide dans le dossier historique de quelque chose d'aussi important que la pollution de l'air dans les villes américaines, et pouvoir partager cela avec les scientifiques de l'atmosphère qui étudient les effets du carbone noir sur le climat, est extraordinaire."
"Cette étude montre un point de basculement lorsque nous nous sommes éloignés de la combustion du charbon sale, et aujourd'hui, nous sommes à un moment charnière similaire avec les combustibles fossiles, " dit DuBay. " Au milieu du 20e siècle, nous avons investi dans l'infrastructure et les sources de carburant réglementées - espérons-le, nous pouvons tirer cette leçon et faire une transition similaire maintenant vers plus durable, sources d'énergie renouvelables plus efficaces et moins nocives pour notre environnement."
DuBay note qu'en plus des implications environnementales du projet, leur travail montre également l'importance des collections de musées comme celles qu'ils ont utilisées du Field Museum de Chicago, le Carnegie Museum of Natural History de Pittsburgh, et le Musée de zoologie de l'Université du Michigan à Ann Arbor. "J'espère que cette étude expose les collections comme une ressource précieuse pour répondre aux préoccupations environnementales actuelles, " dit DuBay. " Cet article montre comment les collections d'histoire naturelle peuvent être utilisées, souligner la valeur des collections et continuer à construire des collections, pour nous aider à améliorer notre compréhension des impacts humains sur le monde naturel."
