La multiplication des niveaux de mercure atmosphérique attribuée aux actions humaines

par Hiroshi Tanaka
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Atmospheric Mercury Increase

Une étude a révélé que depuis l’an 1500 de notre ère, les efforts humains ont multiplié par sept la présence de mercure dans l’atmosphère. En utilisant le dioxyde de soufre comme marqueur de la production volcanique, il a été déduit que les sources anthropiques telles que la combustion du charbon et les processus industriels sont les principales causes des concentrations élevées de mercure actuellement observées dans l'atmosphère.

La recherche établit une norme préindustrielle pour le mercure atmosphérique en calculant les contributions volcaniques.

Les recherches menées à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont révélé que les activités humaines ont multiplié par sept les concentrations de mercure dans l'atmosphère depuis le début de l'ère industrielle, vers 1 500 de notre ère.

Innovations dans les techniques d’estimation des émissions de mercure

Sous la direction d'Elsie M. Sunderland, professeur Fred Kavli de chimie environnementale et également professeur de sciences de la Terre et des planètes, son équipe a formulé une nouvelle approche pour la détermination précise des émissions annuelles de mercure volcanique. Ce chiffre, associé à des simulations informatiques, a joué un rôle déterminant dans la modélisation des niveaux de mercure dans l'atmosphère avant une influence humaine significative.

Évaluation des niveaux de mercure avant l'industrialisation

L’équipe a estimé la teneur naturelle moyenne en mercure atmosphérique à environ 580 mégagrammes avant son amplification par l’influence humaine. À l’opposé, les données de 2015 indiquent que le stock de mercure atmosphérique s’est étendu à environ 4 000 mg, soit près de sept fois le niveau naturel postulé dans la recherche.

La disparité est largement imputable aux émissions de mercure d'origine humaine provenant de sources telles que les centrales alimentées au charbon, la combustion des déchets, l'activité industrielle et les processus d'extraction minière.

Décoder le cycle de Mercure

Sunderland, le chercheur principal de l'étude, a souligné l'importance du méthylmercure, un composé neurotoxique hautement toxique qui se bioaccumule dans la vie aquatique et chez les humains. Comprendre le cycle du mercure qu'entretient naturellement l'activité volcanique fournit un objectif pour les politiques de réduction des émissions de mercure et améliore notre compréhension de l'impact environnemental causé par les activités humaines.

Les résultats ont été documentés dans Geophysical Research Letters.

Les complications de la mesure du mercure

Malgré ses effets considérables sur la santé humaine, la quantité réelle de mercure dans l’atmosphère est relativement faible, ce qui rend sa détection difficile depuis l’espace. La concentration de mercure dans un mètre cube d’air peut être de l’ordre d’un simple nanogramme, ce qui rend la détection par satellite peu pratique.

Les chercheurs ont eu recours à un produit chimique alternatif libéré en même temps que le mercure. Dans ce cas, le dioxyde de soufre, présent dans les émissions volcaniques, a été utilisé comme marqueur de remplacement.

Utiliser le dioxyde de soufre comme indicateur

Benjamin Geyman, doctorant à SEAS, a souligné la visibilité du dioxyde de soufre grâce à la technologie satellite. Son utilisation comme substitut du mercure permet aux chercheurs de localiser les émissions volcaniques de mercure à la fois temporellement et spatialement.

À l’aide des rapports enregistrés entre le mercure et le dioxyde de soufre dans les gaz volcaniques, l’équipe a pu déduire les niveaux de mercure provenant de l’activité volcanique. De plus, ils ont utilisé le modèle atmosphérique GEOS-Chem pour suivre la manière dont le mercure volcanique se disperse à l'échelle mondiale.

L'influence des émissions de mercure volcanique

L'enquête a révélé que même si le mercure provenant de sources volcaniques se mélange dans l'atmosphère et peut être transporté loin de son origine, ces émissions ne sont responsables que d'une fraction mineure des niveaux de mercure au sol dans la plupart des endroits de la Terre. Pourtant, dans certaines régions, notamment en Amérique du Sud, en Méditerranée et dans la ceinture de feu du Pacifique, le mercure volcanique complique considérablement la surveillance des émissions anthropiques.

Geyman a souligné la variabilité des sources naturelles de mercure dans des endroits comme Hawaï, affectant la précision des évaluations de l'impact humain sur les niveaux de mercure au fil du temps. Cette compréhension aide à prendre en compte les fluctuations naturelles des apports de mercure volcanique, en particulier dans les zones où cet impact est loin d'être insignifiant.

L'article intitulé « Impacts des émissions volcaniques sur le cycle biogéochimique mondial du mercure : aperçus des observations satellitaires et de la modélisation du transport chimique » par Benjamin M. Geyman, Colin P. Thackray, Daniel J. Jacob et Elsie M. Sunderland, daté du 1er novembre 2023. , est publié dans Geophysical Research Letters avec le DOI : 10.1029/2023GL104667.

L'étude crédite également Colin Thackray et Daniel J. Jacob, professeur de la famille Vasco McCoy de chimie atmosphérique et de génie environnemental, en tant que co-auteurs.

La National Science Foundation a financé cette recherche.

Foire aux questions (FAQ) sur l'augmentation du mercure atmosphérique

Quelle est la signification de la multiplication par sept du mercure atmosphérique ?

L'augmentation par sept du mercure atmosphérique depuis 1500 CE indique un impact significatif des activités humaines, telles que les processus industriels et la combustion du charbon, sur l'environnement. Cette augmentation est conséquente car le mercure est une neurotoxine puissante qui peut s’accumuler dans les organismes, y compris les humains, tout au long de la chaîne alimentaire, notamment via la consommation de poisson.

Comment la référence naturelle pour le mercure atmosphérique a-t-elle été établie ?

Les chercheurs ont estimé les émissions dues aux éruptions volcaniques, qui sont des sources naturelles de mercure, pour établir une référence. Ils ont utilisé le dioxyde de soufre comme indicateur pour modéliser les niveaux de mercure pré-anthropiques, permettant ainsi une comparaison avec les niveaux élevés actuels.

Quels sont les défis liés à la détection du mercure atmosphérique ?

Le mercure est difficile à détecter dans l’atmosphère en raison de sa concentration extrêmement faible : seulement environ un nanogramme par mètre cube d’air. Ce faible niveau de prévalence le rend presque invisible à la détection par satellite, ce qui nécessite des méthodes indirectes telles que l'utilisation du dioxyde de soufre comme indicateur pour l'estimation.

Pourquoi est-il important de comprendre le cycle naturel du mercure ?

Comprendre le cycle naturel des émissions de mercure, principalement dues à l'activité volcanique, est crucial pour fixer les objectifs de base des politiques de réduction du mercure. Cela aide également à évaluer l’étendue de l’influence humaine sur l’environnement, ce qui est essentiel pour prendre des décisions éclairées en matière de protection de l’environnement et de santé publique.

Comment les émissions volcaniques affectent-elles les niveaux mondiaux de mercure ?

Les émissions volcaniques contribuent aux niveaux mondiaux de mercure, mais elles ne sont responsables que d’un faible pourcentage des concentrations au niveau du sol dans la plupart des régions de la planète. Cependant, dans les régions où l’activité volcanique est importante, comme l’Amérique du Sud, la Méditerranée et la ceinture de feu du Pacifique, les émissions volcaniques peuvent masquer l’étendue de la pollution au mercure d’origine humaine.

Quelle nouvelle méthodologie a été développée pour estimer les émissions de mercure des volcans ?

L'équipe de recherche a développé une nouvelle méthodologie qui consiste à utiliser le modèle atmosphérique GEOS-Chem et le dioxyde de soufre comme indicateur pour estimer la quantité de mercure émise par les volcans. Cette approche permet d’évaluer plus précisément les émissions de mercure naturelles et anthropiques.

Qui a dirigé la recherche sur les niveaux de mercure atmosphérique et quelles institutions ont été impliquées ?

La recherche a été dirigée par Elsie M. Sunderland, professeur Fred Kavli de chimie de l'environnement et professeur de sciences de la Terre et des planètes à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). L'étude a été co-écrite par Colin Thackray et Daniel J. Jacob, avec le financement de la National Science Foundation.

En savoir plus sur l’augmentation du mercure atmosphérique

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5 commentaires

David Smith novembre 6, 2023 - 2:27 am

Les chiffres sont assez choquants et on se demande ce qui peut réellement être fait pour inverser une telle tendance ? ou est-ce trop tard pour ça

Répondre
Mike Johnson novembre 6, 2023 - 5:29 am

lecture intéressante mais je pense que vous avez peut-être surestimé l'impact de l'activité humaine sur les niveaux de mercure, qu'en est-il des autres sources naturelles

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Sarah K. novembre 6, 2023 - 7:50 am

Je comprends l'importance, mais il semble que l'on se concentre beaucoup sur l'activité volcanique. Sommes-nous sûrs que c'est le principal contributeur naturel ici ?

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Linda B. novembre 6, 2023 - 12:47 pm

j'ai lu l'article, ça fait vraiment réfléchir à la révolution industrielle et à tout ce qui a suivi, pas seulement bon pour l'économie je suppose

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John Adams novembre 6, 2023 - 4:54 pm

C'est agréable de voir des recherches comme celle-ci financées par la NSF, qui montrent que nous prenons les questions environnementales au sérieux, du moins certains d'entre nous le sont.

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