Joe McConnell, Doctorat, l'auteur principal de l'étude, et Nathan Chellman, doctorant au DRI et co-auteur de l'étude, examiner une carotte de glace dans le laboratoire de chimie des carottes de glace Ultra-Trace de DRI à Reno, Nevada. Crédit :DRI
Comment des événements comme la peste noire ont-ils eu un impact sur l'économie de l'Europe médiévale ? Des particules de plomb emprisonnées profondément dans la glace arctique peuvent nous le dire.
Les processus commerciaux et industriels ont émis du plomb dans l'atmosphère pendant des milliers d'années, de l'extraction et la fonte des minerais d'argent pour faire de la monnaie pour la Rome antique à la combustion de combustibles fossiles aujourd'hui. Cette pollution au plomb se déplace sur les courants du vent dans l'atmosphère, finalement s'installer sur des endroits comme la calotte glaciaire du Groenland et d'autres parties de l'Arctique.
En raison de la connexion du plomb aux métaux précieux comme l'argent et du fait que les niveaux de plomb naturel dans l'environnement sont très faibles, les scientifiques ont découvert que les dépôts de plomb dans les couches de glace arctique sont un indicateur sensible de l'activité économique globale à travers l'histoire.
Dans une nouvelle étude publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , des chercheurs du Desert Research Institute (DRI), l'Université d'Oxford, NILU—Institut norvégien de recherche sur l'air, l'Université de Copenhague, l'Université de Rochester, l'Institut Alfred Wegener pour la recherche polaire et marine a utilisé treize carottes de glace arctiques du Groenland et de l'Arctique russe pour mesurer, Date, et analyser les émissions de plomb capté dans la glace de 500 à 2010 CE, une période qui s'étend du Moyen Âge à l'époque moderne jusqu'à nos jours.
Ce travail s'appuie sur une étude publiée par certains des mêmes chercheurs en 2018, qui a montré comment la pollution au plomb dans une seule carotte de glace du Groenland a suivi les hauts et les bas de l'économie européenne entre 1100 avant notre ère et 800 EC, une période qui comprenait les empires grec et romain.
Emplacements des 13 sites de forage de carottes glaciaires arctiques, ainsi que des mines de plomb/argent anciennes et médiévales dans toute l'Europe. La modélisation atmosphérique montre l'impact des émissions de différentes régions sur la pollution enregistrée dans les carottes de glace de l'Arctique. L'Arctique russe, par exemple, est relativement plus sensible aux émissions des mines d'Europe de l'Est, tandis que le nord du Groenland est relativement plus sensible aux émissions de l'Europe occidentale. Crédit :Institut de recherche sur le désert
« Nous avons étendu nos archives antérieures à travers le Moyen Âge et la période moderne jusqu'à nos jours, " a expliqué Joe McConnell, Doctorat., auteur principal de l'étude et directeur du laboratoire Ultra-Trace Ice Core Chemistry de DRI à Reno, Nevada. "En utilisant un ensemble de treize carottes de glace au lieu d'une seule, cette nouvelle étude montre qu'avant la révolution industrielle, la pollution au plomb était omniprésente et étonnamment similaire dans une grande partie de l'Arctique et était sans aucun doute le résultat des émissions européennes. Le réseau de carottes de glace fournit avec des détails étonnants un enregistrement continu des émissions industrielles européennes, et plus tard nord-américaines, au cours des 1500 dernières années. »
« Développer et interpréter une telle gamme d'enregistrements de carottes glaciaires de l'Arctique aurait été impossible sans une collaboration internationale, " a ajouté McConnell.
L'équipe de recherche a découvert que l'augmentation de la concentration de plomb dans les carottes de glace suit de près les périodes d'expansion en Europe, l'avènement des nouvelles technologies, et la prospérité économique. Diminution du plomb, d'autre part, parallèlement aux dérèglements climatiques, guerres, fléaux, et famines.
« Augmentations soutenues de la pollution au plomb au début et au haut Moyen Âge (environ 800 à 1300 de notre ère), par exemple, indiquent une croissance économique généralisée, en particulier en Europe centrale, car de nouvelles zones minières ont été découvertes dans des endroits comme les montagnes allemandes du Harz et de l'Erzgebirge, " a noté McConnell. " La pollution par le plomb dans les archives de carottes de glace a diminué à la fin du Moyen Âge et au début de la période moderne (environ 1300 à 1680 Ce) lorsque la peste a dévasté ces régions, cependant, indiquant que l'activité économique est au point mort.
Même avec des hauts et des bas au fil du temps en raison d'événements tels que des épidémies, l'étude montre que l'augmentation de la pollution au plomb dans l'Arctique au cours des 1500 dernières années a été exponentielle.
Pollution au plomb trouvée dans 13 carottes de glace provenant de trois régions différentes de l'Arctique (Nord du Groenland, Sud du Groenland, et l'Arctique russe) de 200 avant notre ère à 2010 de notre ère. L'augmentation des dépôts de plomb a coïncidé avec des périodes de prospérité économique, comme la révolution industrielle au milieu du 19e siècle. Des baisses spectaculaires de la pollution au plomb ont suivi des crises telles que la pandémie de peste noire à partir de 1347 CE, ainsi que des politiques de réduction de la pollution telles que la Clean Air Act de 1970 aux États-Unis. Crédit :Institut de recherche sur le désert
"Nous avons constaté une augmentation globale de 250 à 300 fois de la pollution au plomb dans l'Arctique depuis le début du Moyen Âge en 500 de notre ère jusqu'aux années 1970, " a expliqué Nathan Chellman, doctorant au DRI et co-auteur de l'étude. « Depuis l'adoption des politiques de réduction de la pollution, y compris le Clean Air Act de 1970 aux États-Unis, la pollution au plomb dans la glace arctique a diminué de plus de 80 pour cent. »
"Toujours, les niveaux de plomb sont environ 60 fois plus élevés aujourd'hui qu'ils ne l'étaient au début du Moyen Âge, " a ajouté Chellman.
Cette étude comprenait un ensemble de carottes de glace et l'équipe de recherche a utilisé une modélisation atmosphérique de pointe pour déterminer la sensibilité relative de différents sites de carottes de glace dans l'Arctique aux émissions de plomb.
« La modélisation montre que le cœur de l'Arctique russe est plus sensible aux émissions européennes, en particulier des régions orientales de l'Europe, que les carottes du Groenland, " a expliqué Andreas Stohl, Doctorat., scientifique de l'atmosphère à NILU et co-auteur de l'étude. "C'est pourquoi nous avons constaté des niveaux constamment plus élevés de pollution au plomb dans le noyau arctique russe et des augmentations plus rapides au début et au haut Moyen Âge alors que les opérations minières se déplaçaient vers le nord et l'est de la péninsule ibérique vers la Grande-Bretagne et l'Allemagne."
La combinaison d'expertise sur cette étude est unique, poursuivre une collaboration entre chercheurs dans des domaines aussi différents que la chimie des carottes de glace et l'histoire économique. Ces résultats, l'équipe se dispute, témoignent des avantages de la collaboration interdisciplinaire.
"Ce que nous découvrons est intéressant non seulement pour les scientifiques de l'environnement qui veulent comprendre comment l'activité humaine a modifié l'environnement, " a déclaré Andrew Wilson, Doctorat., Professeur d'archéologie de l'Empire romain à Oxford et co-auteur de l'étude. "Ces archives de carottes de glace aident également les historiens à comprendre et à quantifier les manières dont les sociétés et leurs économies ont réagi aux forces externes telles que les perturbations climatiques, fléaux, ou des troubles politiques."
