L'interaction entre le mercure et le manganèse dans l'eau de mer arctique peut expliquer une chute surprenante des niveaux de mercure dans la mer de Barents pendant l'hiver.

Au cours de la dernière décennie, les chercheurs ont beaucoup appris sur la nuit polaire. régalez-vous de plancton bioluminescent et de krill.

Mais ce qui est moins bien connu, c'est comment la chimie de l'eau de l'océan Arctique change pendant cette période, lorsque le soleil reste complètement sous l'horizon pendant une journée complète de 24 heures.

Maintenant, dans un article publié dans Nature Geoscience , des chercheurs de l'Université norvégienne des sciences et de la technologie (NTNU) rapportent une tendance surprenante qu'ils ont découverte dans les niveaux de mercure dans l'océan pendant la nuit polaire.

"Nous avons constaté que les concentrations totales de mercure dans la mer de Barents diminuaient d'environ 33 % de l'été à l'hiver", a déclaré Stephen G. Kohler, titulaire d'un doctorat. candidat au groupe de chimie et biogéochimie marines de NTNU au département de chimie et premier auteur de l'article.

Premières mesures hivernales

Ces mesures sont les tout premiers rapports hivernaux sur cet élément dans les eaux de l'océan Arctique.

Ils ont été menés dans le cadre du Nansen Legacy Project, une collaboration de 7 ans entre 10 instituts de recherche norvégiens qui consiste à étudier les aspects physiques et biologiques de la mer de Barents pendant les quatre saisons.

"Tout ce que nous avons fait et savons sur l'Arctique jusqu'à présent est entièrement basé sur le moment où nous avons été autorisés à y aller, c'est-à-dire principalement en été", a déclaré Kohler. "Et le fait que nous ayons maintenant un aperçu de ce qui se passe pendant la période sombre nous donne un meilleur aperçu de l'ensemble du cycle du mercure."

Le problème du mercure

Ce qui se passe avec les niveaux de mercure dans l'Arctique est important, car une forme toxique spécifique de mercure, appelée méthylmercure, peut se retrouver dans le réseau trophique.

Cela pose des risques pour la santé des animaux au sommet de la chaîne alimentaire, tels que les ours polaires, et pour les peuples autochtones du Nord qui consomment régulièrement du poisson et des phoques contaminés.

Mais ce qui intéresse Kohler et ses collègues est bien plus fondamental que cela :ils veulent connaître les mécanismes de base par lesquels le mercure se déplace dans les eaux arctiques.

Les sources artificielles de mercure sont transportées dans l'Arctique par voie aérienne ou aquatique. Une grande source de mercure atmosphérique d'origine humaine provient de la combustion du charbon. Ce mercure dans l'atmosphère peut se déposer sur la surface de l'Arctique en raison de réactions chimiques causées par la lumière du soleil. En outre, les sources naturelles de mercure dans l'océan Arctique comprennent les rejets de la fonte du pergélisol dans l'eau des rivières et l'érosion des sols.

Au fur et à mesure que la planète se réchauffera au cours des prochaines décennies, de plus en plus de pergélisol fondra, libérant plus de mercure dans les eaux arctiques. Il est donc important de comprendre comment l'élément se comporte, sous toutes ses différentes formes, et tout au long de l'année, a déclaré Kohler.

Augmentation estivale, diminution hivernale

Kohler et ses collègues ont observé des niveaux de mercure plus élevés dans l'eau de mer de surface pendant l'été parce que le soleil est levé et que tout a dégelé, de la glace de mer aux rivières, qui peuvent toutes libérer du mercure dans l'océan.

"Il fait plus chaud en été. Il y a donc plus d'eau de rivière qui entre, de lumière dans l'atmosphère, et donc plus de mercure qui entre", a déclaré Kohler.

On peut donc s'attendre à ce que pendant l'hiver, lorsque l'Arctique est sombre et gelé, les valeurs de mercure restent les mêmes, puisque tous les apports ont été arrêtés. Mais ce que Kohler et ses collègues ont vu, une baisse de 33 % des quantités totales de mercure par rapport aux valeurs estivales, les a poussés à chercher une explication.

Élimination des particules

Kohler et ses collègues, dont le postdoctorant Nicolas Sanchez, mesuraient également les niveaux d'autres métaux dans l'eau de mer, notamment le fer et le manganèse.

Et ce qu'ils ont découvert, c'est que les niveaux de manganèse diminuaient également en hiver. Dans l'eau de mer, le manganèse peut former de petites particules qui attirent ensuite le mercure présent dans l'eau de mer, dans un processus appelé piégeage.

Ces particules peuvent devenir suffisamment lourdes pour couler au fond de la mer. Les chercheurs ont suggéré que ces particules sont responsables du transport du mercure vers les eaux et les sédiments plus profonds.

"Le nettoyage, c'est quand les particules ne font qu'attraper le mercure de l'eau et l'emporter avec elles", a déclaré Kohler.

Bien que ce piégeage élimine le mercure des couches superficielles, cela signifie une augmentation du mercure dans les sédiments, où il est apporté par les particules de manganèse.

Plus de mercure toxique à l'avenir

Ce n'est pas nécessairement une bonne nouvelle, même si cela semble être le cas.

Une fois que le mercure atteint les sédiments océaniques, il peut être attaqué par des bactéries vivant dans les sédiments. Ces bactéries peuvent transformer le mercure en sa forme toxique, le méthylmercure.

Tout cela signifie que davantage de mercure toxique pourrait se retrouver dans les réseaux trophiques arctiques, a déclaré Kohler.

"À l'avenir, la hausse des températures causée par le changement climatique permettra de libérer davantage de mercure du pergélisol riche en mercure autour du cercle arctique pendant l'été", a-t-il déclaré. "Ce mercure est acheminé vers l'océan Arctique via les rivières. En conséquence, des quantités croissantes de mercure dans les eaux de surface indiquent que des quantités croissantes de mercure descendent vers les profondeurs en hiver, entraînant potentiellement une formation plus toxique de méthylmercure dans le futur océan Arctique." + Explorer plus loin

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