Les carcasses de poissons qui coulent dans les eaux proches de la surface génèrent une pollution au mercure toxique dans les parties les plus reculées et les plus inaccessibles des océans du monde, dont le point le plus profond de tous :le 36, La tranchée Mariana de 1 000 pieds de profondeur dans le nord-ouest du Pacifique.

Et la plupart de ce mercure a commencé son long voyage vers les tranchées sous-marines sous forme d'émissions atmosphériques des centrales électriques au charbon, exploitation minière, usines de ciment, incinérateurs et autres activités humaines.

Ce sont deux des principales conclusions d'une équipe de recherche dirigée par l'Université du Michigan qui a analysé la composition isotopique du mercure dans les poissons et les crustacés collectés au fond de deux tranchées en eaux profondes dans le Pacifique. L'équipe rapporte ses conclusions dans une étude dont la publication est prévue le 16 novembre dans Actes de l'Académie nationale des sciences .

"Le mercure que nous pensons avoir été autrefois dans la stratosphère est maintenant dans la tranchée la plus profonde de la Terre, " a déclaré le géochimiste environnemental de l'U-M Joel Blum, auteur principal de la PNAS papier et professeur au département U-M des sciences de la Terre et de l'environnement.

"On pensait généralement que le mercure anthropique était principalement limité à la partie supérieure 1, 000 mètres des océans, mais nous avons découvert que, bien qu'une partie du mercure dans ces tranchées sous-marines ait une origine naturelle, il est probable que la plupart proviennent de l'activité humaine."

Lors d'une réunion scientifique en juin, L'équipe de Blum et un groupe de recherche dirigé par la Chine ont rapporté indépendamment la détection de mercure d'origine humaine dans des organismes des eaux profondes.

Les chercheurs chinois, qui ont publié leurs conclusions le 7 juillet dans le journal Communication Nature , ont conclu que le mercure atteint les tranchées sous-marines en faisant du stop sur des particules microscopiques de matière organique en train de couler, y compris des matières fécales et du plancton mort, qui pleuvent constamment des océans supérieurs.

Mais dans leur PNAS papier, Blum et ses collègues suggèrent qu'une explication plus probable est que les charognes en train de couler des poissons qui se nourrissent dans la partie supérieure de l'océan livrent la majeure partie du mercure aux tranchées.

Pourquoi est-ce important que le mercure des eaux profondes provienne du naufrage des carcasses de poisson ou de la pluie régulière de minuscules morceaux de détritus ?

Parce que les scientifiques et les décideurs veulent savoir comment l'évolution des émissions mondiales de mercure affectera les niveaux trouvés dans les fruits de mer. Alors que les émissions de mercure ont diminué ces dernières années en Amérique du Nord et en Europe, La Chine et l'Inde continuent d'accroître leur utilisation du charbon, et les émissions de mercure à l'échelle mondiale augmentent.

Pour déterminer comment les produits de la mer sont susceptibles d'être touchés, les chercheurs s'appuient sur des modèles globaux. Et pour affiner ces modèles, il faut comprendre le plus clairement possible le cycle du mercure dans les océans et entre les océans et l'atmosphère, selon Blum.

"Oui, nous mangeons du poisson pêché dans des eaux moins profondes, pas des tranchées sous-marines, " dit-il. " Cependant, nous devons comprendre le cycle du mercure dans l'ensemble de l'océan pour pouvoir modéliser les changements futurs dans l'océan proche de la surface."

Le mercure est un élément naturel, mais plus de 2, 000 tonnes de celui-ci sont émises dans l'atmosphère chaque année par les activités humaines. Ce mercure inorganique peut parcourir des milliers de kilomètres avant de se déposer sur les surfaces terrestres et océaniques, où les micro-organismes en transforment une partie en méthylmercure, une forme organique hautement toxique qui peut s'accumuler dans les poissons à des niveaux nocifs pour les humains et la faune.

Les effets sur les humains peuvent inclure des dommages au système nerveux central, le cœur et le système immunitaire. Le cerveau en développement des fœtus et des jeunes enfants est particulièrement vulnérable.

Dans leur étude, Blum et ses collègues ont analysé la composition isotopique du méthylmercure des tissus d'escargots et de crustacés appelés amphipodes collectés à des profondeurs allant jusqu'à 33, 630 pieds dans la fosse des Mariannes dans le nord-ouest du Pacifique, sud-ouest de Guam. D'autres échantillons ont été prélevés à des profondeurs allant jusqu'à 32, 800 pieds dans la tranchée de Kermadec dans le sud-ouest du Pacifique, nord-est de la Nouvelle-Zélande.

"Ces échantillons étaient difficiles à acquérir, étant donné les grandes profondeurs et les hautes pressions des tranchées, " a déclaré le co-auteur de l'étude Jeffrey Drazen, un océanographe de l'Université d'Hawaï. "Les tranchées font partie des écosystèmes les moins étudiés sur Terre, et l'escargot de Mariana n'a été découvert qu'en 2014."

Le mercure a sept isotopes stables (non radioactifs), et le rapport des différents isotopes fournit une signature chimique unique, ou empreinte digitale, qui peut être utilisé comme outil de diagnostic pour comparer des échantillons environnementaux provenant de divers endroits.

Les chercheurs ont utilisé ces techniques d'empreintes digitales - dont beaucoup ont été développées dans le laboratoire de Blum - pour déterminer que le mercure des amphipodes et des escargots des eaux profondes avait une signature chimique qui correspondait au mercure d'un large éventail d'espèces de poissons du Pacifique central qui se nourrir à des profondeurs d'environ 500 mètres (1, 640 pieds). Ces poissons du Pacifique central ont été analysés par Blum et ses collègues lors d'une étude précédente.

À la fois, ils ont découvert que la composition isotopique du mercure dans les particules de détritus coulant, le mécanisme de livraison privilégié par l'équipe chinoise, ne correspond pas à la signature chimique du mercure dans les organismes des tranchées, selon Blum et ses collègues.

Ils ont conclu que la plupart du mercure dans les organismes des tranchées y était transporté dans les carcasses de poissons qui se nourrissent dans les eaux près de la surface ensoleillées, où la plupart du mercure provient de sources anthropiques.

"Nous avons étudié le biote des tranchées car ils vivent dans l'endroit le plus profond et le plus reculé de la Terre, et nous nous attendions à ce que le mercure y soit presque exclusivement d'origine géologique, c'est-à-dire provenant de sources volcaniques en eaux profondes, " a déclaré Blum. "Notre découverte la plus surprenante a été que nous avons trouvé du mercure dans des organismes provenant de tranchées en eaux profondes qui montre des preuves de son origine dans la zone de surface ensoleillée de l'océan."

Le mercure anthropique pénètre dans les océans via les précipitations, dépôt sec de poussières emportées par le vent, et le ruissellement des rivières et des estuaires.

"Les tranchées sous-marines ont été considérées comme des écosystèmes vierges non souillés par les activités humaines. Mais des études récentes ont trouvé des traces de plomb anthropique, carbone 14 provenant des essais d'armes nucléaires, et les polluants organiques persistants tels que les PCB dans les organismes vivant même dans la partie la plus profonde de l'océan, qui est connu comme la zone hadale, " dit Drazen.

Les dernières découvertes sur le mercure fournissent un autre exemple d'activités humaines ayant un impact sur les réseaux trophiques dans les écosystèmes marins les plus reculés de la Terre.

Le titre de l'étude est « Les isotopes du mercure identifient le mercure marin près de la surface dans le biote des fosses marines profondes ».