Un air plus pur dans l’Arctique canadien

Publié le 20.08.2009

Dans le Grand Nord canadien, la concentration atmosphérique de mercure est en baisse !

C’est ce que révèlent les résultats d’un travail de recherche mené récemment par une équipe de scientifiques canadiens. Ils ont mesuré la concentration de mercure particulaire [1] de l’atmosphère polaire arctique et son évolution sur 27 ans (1974-2000). Comment ? En ré-exploitant des échantillons d’air prélevés antérieurement dans un tout autre but : la surveillance de la radioactivité atmosphérique à Resolute, dans l’île Cornwallis (Nunavut). En « faisant parler » les filtres à microfibre de verre conservés chaque semaine depuis 1974, ils ont constaté une diminution de l’ordre de 3% par an des aérosols de mercure en été et à l’automne [2].

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Station Summit, Groenland Central. Une section de carotte est ramenée à la surface lors du forage 100 m. Détermination de la composition atmosphérique passée en mercure gazeux sur les trente dernières années.
© CNRS Photothèque / FAIN Xavier
UMR5183 - LABORATOIRE DE GLACIOLOGIE ET GEOPHYSIQUE DE L’ENVIRONNEMENT (LGGE), ST MARTIN D’HERES

Certes, le mercure particulaire n’est présent qu’en quantité minoritaire dans l’atmosphère par rapport au mercure élémentaire gazeux [3]. La tendance observée ici est-elle donc le signe d’une réelle amélioration de la qualité de l’air ? Les résultats des mesures de mercure élémentaire gazeux sur de plus courtes périodes dans d’autres sites de l’Arctique, mais aussi d’Amérique du Nord et d’Europe du Nord, l’attestent. En outre, un travail de recherche réalisé dans le même temps par une équipe française du CNRS aboutit à une conclusion concordante. Cette équipe a en effet reconstruit l’évolution de la concentration atmosphérique en mercure élémentaire gazeux depuis 1950 [4], grâce à l’analyse des bulles d’air piégées dans la calotte glaciaire groenlandaise (photo ci-contre).

Or, cette baisse coïncide avec la décroissance à l’échelle mondiale des émissions de mercure dues aux activités humaines (-37% entre 1983 et 1995). Elle pourrait de ce fait résulter des actions politiques en matière de lutte contre la pollution au mercure, principalement en Europe et en Amérique du Nord, car l’Arctique est soumis pendant les saisons estivale et automnale aux circulations atmosphériques en provenance de ces régions.

Toxique sous toutes ses formes à l’état gazeux, le mercure particulaire, de faible durée de vie dans l’atmosphère, retombe rapidement et pollue eaux et sols (voir encadré). Très réactif, il se transforme facilement en composé organique du mercure éminemment toxique et représente un danger aggravé pour les écosystèmes arctiques, par rapport aux écosystèmes des latitudes inférieures, en raison de leur vulnérabilité plus grande aux polluants. L’accumulation du mercure dans les organismes vivants tout au long de la chaîne alimentaire va à son tour avoir un impact sur la santé des populations inuites du fait de leur alimentation traditionnelle. Cette réduction de la pollution atmosphérique au mercure, amorcée il y a plus de trente ans, est donc une « vraie bouffée d’air pur » pour tous les êtres vivants du Haut-Arctique canadien.

Un répit qui pourrait cependant être de courte durée. Car si les pays industrialisés poursuivent leur politique de restriction de leurs émissions de mercure, ce n’est pas le cas d’autres nations, notamment des pays émergents d’Asie, dont les émissions en constante augmentation pourraient remettre en cause cette embellie.

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Mercure : un polluant dangereux des régions polaires

Le mercure est un métal lourd, hautement toxique sous toutes ses formes pour les êtres humains et les écosystèmes terrestres et aquatiques. Les sources de contamination dans l’environnement ont une double origine : naturelle (volcanisme, dégazage de la croûte terrestre, etc.) et anthropique (activités humaines).

Dans l’atmosphère, le mercure existe à 95% sous une forme très stable dite mercure élémentaire gazeux (ou mercure zérovalent). La longue durée de vie du mercure sous cette forme lui permet de parcourir de très longues distances, loin de ses sources d’émission. En fonction de nombreux facteurs, le mercure élémentaire peut s’oxyder en mercure ionique très réactif (mercure divalent gazeux), dont une partie peut être adsorbée sur des particules en suspension ou aérosols (mercure particulaire). Sous ces deux formes, le mercure a une faible durée de vie dans l’atmosphère et retombe donc rapidement (avec la pluie, la neige ou par dépôt de particules) et par conséquent plus localement.

Bien qu’éloignées des sources anthropiques de pollution, les régions polaires n’en sont pas préservées. Elles reçoivent, via les circulations atmosphérique et océanique planétaires, de nombreux polluants tels que les métaux lourds. Parmi ceux-ci, le mercure, sous sa forme élémentaire gazeuse, atteint l’Arctique véhiculé par les courants atmosphériques. Les dépôts de mercure divalent, faibles en proportion, ne peuvent expliquer à eux seuls la contamination élevée des écosystèmes arctiques. Les « pluies de mercure » (ou « épuisement atmosphérique en mercure »), phénomène spécifique aux zones polaires survenant au début du printemps, pourraient fournir une explication. Lors du lever de soleil polaire, sous l’action du rayonnement solaire, un ensemble complexe de réactions chimiques faisant intervenir des ions apportés par l’air marin, provoque des dépôts importants de mercure sur les surfaces glacées et enneigées.

Une fois déposé, le mercure a un devenir multiple. Disponible à l’activité microbienne, il est susceptible de se transformer en méthylmercure extrêmement neurotoxique pour les organismes vivants et de s’y accumuler à de fortes doses. Un danger non seulement pour les écosystèmes aquatiques et terrestres mais aussi pour les populations autochtones.

(Explications détaillées de tous ces phénomènes dans la thèse de Xavier Faïn : Soixante années d’évolution des concentrations atmosphériques en mercure élémentaire gazeux reconstruites grâce aux archives glaciaires du Groenland)

Camille de Salabert, INIST-CNRS

[1]Aussi appelé aérosol de mercure, il s’agit de mercure lié à une particule en suspension dans l’air.

[2]En hiver et au printemps, les calculs statistiques de tendance ne donnent pas de résultats significatifs, en raison d’autres phénonèmes tels que les pluies de mercure et la brume arctique (voir à ce sujet Plongée dans la brume arctique sur l’espace presse du CNRS).

[3]Forme majoritaire du mercure à l’état gazeux (voir encadré).

[4]Lire la thèse de Xavier Faïn : Soixante années d’évolution des concentrations atmosphériques en mercure élémentaire gazeux reconstruites grâce aux archives glaciaires du Groenland.

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