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Les précipitations neigeuses, une menace pour les écosystèmes arctiques ?

par Administrateur Un - 22 juin 2011 - ( maj : 22 juin 2011 )

En Arctique, bien plus qu’ailleurs, les paradoxes scientifiques sont nombreux. Les chaînes alimentaires de ces régions mais également les populations natives sont sévèrement touchées depuis des décennies par une contamination par le mercure. Pourtant, ce poison émis en partie par les activités humaines et transporté vers les pôles voit ses émissions diminuer depuis 40 ans...

Dans une étude publiée en ligne le 22 février 2011 dans la revue Environmental Science and Technology, une équipe de chercheur du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement (LGGE, unité mixte CNRS/UJF), de l’Institut de biologie structurale (IBS - CEA/CNRS/UJF) et du Laboratoire adaptation et pathogénie des microorganismes (LAPM - UJF/CNRS) a développé une façon originale d’envisager ces problématiques : l’étude de la biodisponibilité des dépôts de mercure en Arctique.

Le mercure devient bioaccumulable et extrêmement dangereux pour les organismes suite à des transformations par des microorganismes. Or pour que ces transformations aient lieu, il est nécessaire que le mercure pénètre dans les cellules et soit donc biodisponible. L’étude de la biodisponibilité permet alors d’observer les tous premiers instants de la contamination d’un écosystème et le transfert de contaminant vers les premiers maillons d’une chaîne alimentaire. Mesurer la biodisponibilité d’une espèce n’est pas possible en utilisant les méthodes d’analyses classiques. Les chercheurs ont donc développé un biocapteur ultra sensible, constitué de bactéries génétiquement modifiées qui répondront à la présence de mercure biodisponible par une émission de luminescence ensuite mesurée.

Un biocapteur ultra sensible ... pour des résultats surprenants

En travaillant pendant deux mois sur une centaine d’échantillons de neige en Arctique (79°N) au Svalbard, les chercheurs ont obtenu des résultats surprenants. Ils ont tout d’abord mis à mal une idée préconçue : les « déplétions » de mercure seraient à l’origine de la contamination en Arctique. Ces phénomènes de réactivité atmosphérique sont connus depuis les années 90 pour déposer chaque printemps de grandes quantités de mercure sur les surfaces côtières (neige, banquise) de l’Arctique. Pourtant, deux observations modèrent l’impact de ces phénomènes. D’abord, des travaux de la même équipe ont clairement établi qu’une fraction importante déposée sur la neige repart ensuite vers l’atmosphère. Ensuite, ces dépôts ont une biodisponibilité très modeste et donc ne sauraient convoyer aux organismes autant de mercure que l’on pourrait le penser. Dans cette étude, un résultat a particulièrement surpris les chercheurs. En collectant à de nombreuses reprises de la neige fraîchement tombée, les chercheurs se sont aperçus que la biodisponibilité du mercure y était parfois totale ! La neige fraîche serait donc un lieu idéal de concentration ou de production de mercure à caractère biodisponible et donc particulièrement menaçante pour les écosystèmes. Sur une année, ce serait jusqu’à 225 tonnes de mercure biodisponible déposées en Arctique. Reste que l’origine de cette biodisponibilité est encore mystérieuse et nécessite d’autres travaux en Arctique, entrepris dès cette année au printemps.

Ces travaux ont été financés par l’INSU/CNRS (programme EC2CO) et l’Institut polaire français Paul-Emile Victor IPEV (programme CHIMERPOL).

L’équipe de chercheurs

Catherine Larose, ancienne doctorante au LGGE et désormais en post-doctorat au laboratoire AMPERE (UMR 5005) dans le groupe de génomique microbienne environnementale, Aurélien Dommergue, maître de conférences UJF au LGGE, Christophe Ferrari, professeur UJF au LGGE, Nicolas Marusczak, doctorant au LGGE, Jacques Covès, directeur de recherche CNRS à l’IBS, Dominique Schneider, professeur UJF au LAPM.

Contact : dommergue@lgge.obs.ujf-grenoble.fr

Collecte d'eau de fonte au Svalbard Collecte d’eau de fonte au Svalbard (Crédit photo : Xavier Faïn, LGGE)

Collecte de neige sur un glacier au Svalbard Collecte de neige sur un glacier au Svalbard (Crédit photo : Xavier Faïn, LGGE)

Post-scriptum :

Référence

Larose, C., Dommergue, A.l., Marusczak, N., Coves, J., Ferrari, C.P., Schneider, D., 2011. Bioavailable Mercury Cycling in Polar Snowpacks. Environmental Science & Technology 45, 2150-2156. http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/es103016x

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