Des chercheurs ont découvert que le pergélisol de l'hémisphère nord stocke des quantités massives de mercure naturel, une découverte avec des implications importantes pour la santé humaine et les écosystèmes dans le monde entier.

Dans une nouvelle étude, les scientifiques ont mesuré les concentrations de mercure dans les carottes de pergélisol de l'Alaska et ont estimé la quantité de mercure piégée dans le pergélisol au nord de l'équateur depuis la dernière période glaciaire.

L'étude révèle que les sols du pergélisol du nord sont le plus grand réservoir de mercure de la planète, stocker près de deux fois plus de mercure que tous les autres sols, l'océan et l'atmosphère combinés.

La nouvelle étude a été publiée aujourd'hui dans Lettres de recherche géophysique , un journal de l'American Geophysical Union.

"Cette découverte change la donne, " a déclaré Paul Schuster, un hydrologue au U.S. Geological Survey à Boulder, Colorado et auteur principal de la nouvelle étude. "Nous avons quantifié un pool de mercure qui n'avait pas été fait auparavant, et les résultats ont des implications profondes pour une meilleure compréhension du cycle mondial du mercure. »

Des températures de l'air plus élevées en raison du changement climatique pourraient faire fondre une grande partie de la couche de pergélisol existante dans l'hémisphère nord. Ce dégel du pergélisol pourrait libérer une grande quantité de mercure qui pourrait potentiellement affecter les écosystèmes du monde entier. Le mercure s'accumule dans les chaînes alimentaires aquatiques et terrestres, et a des effets neurologiques et reproductifs nocifs sur les animaux.

"Il n'y aurait pas de problème environnemental si tout restait gelé, mais nous savons que la Terre se réchauffe, " a déclaré Schuster. " Bien que la mesure du taux de dégel du pergélisol ne fasse pas partie de cette étude, le dégel du pergélisol offre un potentiel de libération de mercure, ce n'est que de la physique."

Les nouvelles découvertes ont des implications majeures pour comprendre comment la Terre stocke le mercure et pour la santé humaine et environnementale, selon James Shanley, un hydrologue de recherche au U.S. Geological Survey à Montpellier, Vermont, qui n'était pas impliqué dans la nouvelle recherche.

"Cette étude est très nouvelle et fait une grande découverte dans un domaine qui était auparavant quelque peu ignoré, " a déclaré Shanley. " Cela montre que le pergélisol représente une énorme source de mercure, et s'il dégèle en raison du changement climatique, le mercure pourrait être libéré et augmenter considérablement la charge mondiale de mercure. »

S'attaquer à une question inconnue

Le mercure naturel présent dans l'atmosphère se lie aux matières organiques du sol, est enseveli par les sédiments, et devient gelé dans le pergélisol, où il reste piégé pendant des milliers d'années à moins d'être libéré par des changements tels que le dégel du pergélisol.

L'équipe de Schuster a déterminé la quantité totale de mercure enfermé dans le pergélisol à l'aide de données de terrain. Entre 2004 et 2012, les auteurs de l'étude ont foré 13 carottes de sol de pergélisol à partir de divers sites en Alaska, et mesuré les quantités totales de mercure et de carbone dans chaque noyau. Ils ont sélectionné des sites présentant un large éventail de caractéristiques de sol pour représenter au mieux le pergélisol présent dans tout l'hémisphère nord.

Schuster et ses collègues ont découvert que leurs mesures étaient cohérentes avec les données publiées sur le mercure dans les sols non pergélisolés et pergélisolés de milliers d'autres sites dans le monde. Ils ont ensuite utilisé leurs valeurs observées pour calculer la quantité totale de mercure stocké dans le pergélisol de l'hémisphère nord et créer une carte des concentrations de mercure dans la région.

L'étude a trouvé environ 793 gigagrammes, ou plus de 15 millions de gallons, du mercure est gelé dans le sol du pergélisol du nord. C'est environ 10 fois la quantité de toutes les émissions de mercure d'origine humaine au cours des 30 dernières années, sur la base des estimations d'émissions de 2016.

L'étude a également révélé que tous les sols gelés et non gelés dans les régions de pergélisol du nord contiennent un 1, 656 gigagrammes de mercure, ce qui en fait le plus grand réservoir connu de mercure sur la planète. Cette piscine abrite près de deux fois plus de mercure que les sols en dehors de la région nord du pergélisol, l'océan et l'atmosphère combinés.

Les effets du mercure libéré

Les scientifiques ne savent toujours pas quelle quantité de mercure stocké affecterait les écosystèmes si le pergélisol dégelait. Une question majeure tourne autour de la quantité de mercure qui s'échapperait du sol dans les cours d'eau environnants, selon Steve Sebestyen, un hydrologue de recherche au service forestier de l'USDA à Grand Rapids, Minnesota, qui n'était pas impliqué dans la nouvelle recherche.

Si le mercure est transporté à travers les cours d'eau, il pourrait être absorbé par des micro-organismes et transformé en méthylmercure, il a dit. Cette forme de mercure est une toxine dangereuse qui provoque des effets neurologiques chez les animaux, allant de la déficience motrice aux malformations congénitales.

« Il y a un aspect social et de santé humaine important à cette étude, " a déclaré Sebestyen. " Les conséquences de ce mercure rejeté dans l'environnement sont potentiellement énormes car le mercure a des effets sur la santé des organismes et peut remonter la chaîne alimentaire, affectant négativement les communautés autochtones et autres.

Edda Mutter, directeur scientifique du Yukon River Inter-Tribal Watershed Council, a déclaré que la nouvelle étude démontre que le dégel du pergélisol pourrait avoir de graves conséquences pour les écosystèmes locaux et les communautés autochtones de l'hémisphère nord.

« Les communautés rurales de l'Alaska et d'autres régions du nord ont un mode de vie de subsistance, les rendant vulnérables au méthylmercure contaminant leur alimentation, " dit Mutter. " Les sources de nourriture sont importantes pour la santé spirituelle et culturelle des indigènes, cette étude a donc des implications sanitaires et économiques majeures pour cette région du monde. »

Le rejet de mercure pourrait également avoir des conséquences mondiales de grande envergure, selon Shanley. Le mercure rejeté dans l'atmosphère peut parcourir de grandes distances et affecter les communautés et les écosystèmes à des milliers de kilomètres du site de rejet, il a dit.

Schuster pense que les recherches de son équipe donnent aux décideurs politiques et aux scientifiques de nouveaux chiffres avec lesquels travailler et calibrer leurs modèles alors qu'ils commencent à étudier ce nouveau phénomène plus en détail. Il a l'intention de publier une autre étude modélisant la libération de mercure du pergélisol en raison du changement climatique, et a déclaré que ce travail change la perspective des scientifiques sur le cycle mondial du mercure.

« 24 % de tout le sol au-dessus de l'équateur est du pergélisol, et il a cette énorme piscine de mercure enfermé, " dit-il. " Que se passe-t-il si le pergélisol dégèle ? Jusqu'où le mercure remontera-t-il dans la chaîne alimentaire ? Ce sont des questions générales auxquelles nous devons répondre. »