Les vestiges de Las Médulas, la plus importante mine d'or de l'Empire romain, situé dans le nord-ouest de l'Espagne. Le paysage spectaculaire résulte de la technique minière Ruina Montium. Crédit :Rafael Ibáñez Fernández, CC BY-SA 3.0
Les activités minières de l'époque romaine ont augmenté les concentrations de plomb dans l'atmosphère d'au moins un facteur 10, polluant l'air au-dessus de l'Europe plus fortement et plus longtemps qu'on ne le pensait, selon une nouvelle analyse de carottes de glace prélevées sur les glaciers du Mont Blanc en France.
Les humains ont extrait des métaux depuis le 6ème millénaire avant notre ère, mais les Romains ont été la première civilisation européenne à produire en masse du plomb pour les conduites d'eau, articles ménagers et argent pour pièces de monnaie. L'exploitation minière et la fusion libèrent de nombreux types de polluants dans l'air, dont plusieurs métaux lourds, qui sont toxiques.
Les scientifiques savaient que les Romains extrayaient du plomb, mais ne savaient pas à quel point leurs activités minières avaient pu polluer l'air européen ni pendant combien de temps, et l'ampleur de l'impact des activités romaines par rapport à la pollution au plomb plus récente.
Maintenant, les concentrations de métaux traces dans certaines des glaces les plus profondes du Mont Blanc montrent deux pics de pollution atmosphérique au plomb en Europe à l'époque romaine, un au IIe siècle avant notre ère et un au IIe siècle de notre ère. Globalement, Les activités minières et de fonderie romaines ont pollué l'atmosphère pendant près de 500 ans et ont également contaminé l'air de l'Europe avec de l'antimoine, un métalloïde toxique qui peut produire des effets similaires à un empoisonnement à l'arsenic, selon la nouvelle étude.
La nouvelle étude dans le journal de l'AGU Lettres de recherche géophysique est l'un des premiers à quantifier les concentrations atmosphériques de plomb en Europe durant l'Antiquité, la période couvrant l'apogée des anciennes cultures grecque et romaine. Le plomb est l'un des polluants environnementaux les plus dangereux et est toxique pour les humains à des niveaux extrêmement faibles.
Les résultats ajoutent à la preuve que les humains ont généré une pollution au plomb à grande échelle pendant plus longtemps qu'on ne le pensait auparavant, selon les auteurs de l'étude.
"Notre toute première étude de la pollution au cours de l'antiquité déduite d'une carotte de glace alpine nous permet de mieux évaluer l'impact des émissions romaines à l'échelle de l'Europe et de comparer cette pollution ancienne à la pollution récente liée à l'utilisation de l'essence au plomb en Europe entre 1950 et 1985, " dit Michel Legrand, un scientifique de l'atmosphère à l'Université Grenoble Alpes à Grenoble, La France, et co-auteur de la nouvelle étude.
"Cette glace alpine montre que les émissions de plomb durant l'Antiquité multipliaient par 10 le niveau naturel de plomb. A titre de comparaison, les activités humaines récentes liées à l'utilisation d'essence au plomb en Europe ont multiplié par 50 à 100 le niveau naturel de plomb, " dit Legrand. " Ainsi, la pollution par les Romains est cinq à dix fois moindre que celle due à l'utilisation récente de l'essence mais elle s'est déroulée sur une longue période de temps - plusieurs siècles au lieu de 30 ans d'utilisation d'essence au plomb."
Lingots romains de plomb des mines de Carthagène, Espagne, conservé au Musée Archéologique Municipal de Carthagène. Crédit :Nanosanchez; domaine public
Figure 1. (a) Concentrations de plomb dans les glaces au Groenland (bleu) et au Col du Dôme (CDD, rouge). (b) Concentrations de plomb (rouge) et d'antimoine (vert) dans la glace du CDD. Sur l'échelle du bas, l'âge est indiqué en années, à partir du 1er ap. J.-C.). Des phases d'émissions croissantes de plomb se sont accompagnées d'une augmentation simultanée de la présence d'antimoine – un autre métal toxique – dans la glace alpine. Crédit :CNRS
Figure 2. Simulations pour évaluer la sensibilité des gisements de plomb du Col du Dôme (jaune) à la localisation géographique de l'émission. Cette carte indique également l'emplacement des principales mines connues pour avoir existé dans l'antiquité romaine. Dans la région d'environ 500 km autour des Alpes, en bleu, mines soupçonnées d'avoir été actives à l'époque républicaine, et en rouge, ceux actifs plus tard. En dehors de ce rayon, toutes les autres mines sont indiquées en rouge (toutes époques confondues). La glace alpine est donc représentative de l'atmosphère de haute altitude qui reçoit les émissions de la France, Espagne, Italie, îles du bassin méditerranéen, et, dans une moindre mesure, Allemagne et Angleterre. Crédit :CNRS
Les nouveaux résultats soutiennent des recherches antérieures remettant en question l'idée que la pollution de l'environnement a commencé avant la révolution industrielle dans les années 1800, selon Alex More, un historien du climat à l'Université Harvard qui n'était pas lié à la nouvelle étude.
Les politiques actuelles qui fixent des normes pour des niveaux acceptables de pollution au plomb utilisent les niveaux préindustriels comme référence. Mais les nouvelles découvertes suggèrent que les niveaux préindustriels ne sont pas une référence précise et que seuls les niveaux antérieurs au début de la métallurgie peuvent être considérés comme naturels, Plus dit.
"La pollution de l'air d'origine humaine existe depuis longtemps, et la ligne de base que nous pensions être naturelle ne l'est en fait pas, " Plus dit. " Toutes les normes de pollution qui reposent sur cette hypothèse d'un pré-moderne, référence préindustrielle, sont faux."
Les plombiers d'origine
Les historiens attribuent à la Rome antique d'avoir été la première civilisation à produire en masse du plomb et les Romains ont été les premiers à construire des systèmes de plomberie à grande échelle avec des tuyaux en plomb. A l'apogée de l'empire romain, les Romains extrayaient du plomb dans de nombreuses régions d'Europe, y compris la péninsule ibérique et la Grande-Bretagne. La production de plomb a diminué après la chute de Rome au 5ème siècle et n'a pas atteint des niveaux comparables avant la révolution industrielle.
Les chercheurs avaient déjà trouvé du plomb dans une carotte de glace du Groenland qu'ils avaient reliée à l'histoire détaillée des activités minières romaines, mais parce que le Groenland est si loin de la source de la pollution, les scientifiques ne savaient pas exactement quelles étaient les concentrations de plomb dans l'air européen à l'époque.
Plusieurs études antérieures ont examiné la contamination par le plomb dans les carottes de glace des Alpes, mais aucun ne s'était encore concentré sur l'ère romaine. Une étude de 2017 dans la revue GeoHealth d'AGU a révélé que les activités minières de plomb en Europe au Moyen Âge ont chuté à près de zéro pendant la pandémie de peste noire de 1349 à 1353.
Les arches d'une section élevée de l'aqueduc provincial romain de Ségovie, dans l'Espagne moderne. Les aqueducs romains alimentaient en eau les bains publics, latrines, fontaines, et les ménages privés. Ils ont également soutenu les opérations minières, fraisage, fermes, et jardins. Crédit :Bernard Gagnon, CC BY-SA 3.0
Métaux dans la glace
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont mesuré des concentrations de métaux traces dans une carotte de glace prélevée sur le Mont Blanc, le plus haut sommet des Alpes, comprendre comment les activités romaines ont pu affecter l'environnement de l'Europe. Des études sur les sédiments lacustres et les tourbières ont montré une pollution locale par le plomb dans certaines parties de l'Europe pendant cette période, mais les carottes de glace fournissent une meilleure preuve pour le continent européen dans son ensemble.
La nouvelle étude dresse un bilan de la pollution au plomb en Europe depuis environ 5 ans, 000 ans, couvrant l'âge du bronze (3000 à 800 avant notre ère), l'antiquité (800 avant notre ère jusqu'au 5ème siècle de notre ère), et jusqu'au début du Moyen Âge.
Les chercheurs ont découvert que les Romains ont pollué l'air européen pendant environ 500 ans, d'environ 350 avant notre ère à 175 de notre ère. Au cours de cette période, ils ont trouvé deux fois où la pollution par le plomb atteignait plus de 10 fois les niveaux de fond. L'étude ne peut pas déterminer les années exactes, mais les pointes se produisent vers 250 avant notre ère et 120 de notre ère et peuvent correspondre à des périodes d'expansion et de prospérité de la culture romaine. La République romaine s'est étendue à toute la péninsule italienne au 3ème siècle avant notre ère, et l'Empire romain s'est étendu à la majeure partie de l'Europe continentale au IIe siècle de notre ère. Par comparaison, la carotte de glace du Groenland montrait des niveaux de plomb atteignant environ quatre fois le niveau de fond.
Entre les deux pointes, l'étude a révélé que la pollution au plomb avait diminué, mais pas aux niveaux pré-romains. Cela pourrait correspondre à la crise de la République romaine, une période d'instabilité politique qui a marqué la transition de la République romaine à l'Empire romain d'environ 134 à 44 avant notre ère, bien que les dates exactes soient incertaines.
The researchers also quantified antimony pollution during antiquity for the first time and found antimony concentrations at least six times higher than background levels during the Roman era. Lead ores commonly contain elements like arsenic, antimony, le cuivre, silver and gold.
The findings show the Romans impacted air quality beyond simple lead pollution and their effect on the European atmosphere was longer-lived than previously thought, selon les auteurs de l'étude.
The ice core data gives scientists a better context for understanding how toxic modern air pollution is, according to More.
"Our ultimate goal is to show the man-made impact on the atmosphere for millennia now, " he said. "The baseline that we can now show is much more detailed, compared to modern times."
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.
