El hielo ártico controla la liberación de mercurio

HONGOS

Un equipo franco-americano, incluyendo los investigadores del CNRS, el IRD, la Universidad Paul Sabatier y la Universidad de Pau (1), ha presentado recientemente una nueva función que desempeña el hielo marino en el ciclo del mercurio en el Ártico.Al bloquear la luz del sol, del hielo marino podría influir en la distribución y la transferencia a la atmósfera de las formas tóxicas del mercurio presente en las aguas superficiales del Océano Ártico. Estos resultados, que sugieren que el clima juega un papel clave en el ciclo del mercurio, y que la liberación de mercurio en la atmósfera podría verse acentuada por el derretimiento de hielo del Mar Ártico, se publican en la revista Nature Geoscience (edición de febrero).

El mercurio (Hg) es el único metal pesado que se encuentra esencialmente en forma gaseosa en la atmósfera. Desde la revolución industrial, las emisiones de Hg antropogénico resultante de la combustión de combustibles fósiles han excedido las emisiones naturales. Tanto las emisiones antropogénicas y las emisiones naturales, que provienen principalmente de los océanos y los gases liberados por los volcanes) llegan a las regiones polares bajo la acción de las corrientes atmosféricas. De esta manera, las secuelas de la contaminación atmosférica global contribuye al depósito de mercurio en los ecosistemas del Ártico, aunque éstas están lejos de las principales fuentes de emisiones antropogénicas. En la atmósfera del Ártico, el mercurio elemental se oxida en una forma fácil de que los depósitos en la criosfera (nieve, hielo). Entonces, cuando el hielo se funde, esta forma oxidada a su vez puede ser re-movilizado y transformado, a través de procesos fisicoquímicos y biológicos, en una toxina: metilmercurio (CH3Hg). Esta es la forma tóxica que es ingerido por los organismos vivos. Se acumula en la cadena alimentaria y pueden alcanzar concentraciones de un millón de veces más altos que los medidos en las aguas superficiales en la parte superior de la cadena. En las últimas dos décadas, el mercurio y el metilmercurio los programas de control de concentración en las diferentes regiones del Ártico han mostrado contrastantes tendencias geográficas y temporales. ¿Cuáles son las razones de estas variaciones? ¿Qué procesos rigen el ciclo del mercurio?

Para comprender mejor estos fenómenos, los investigadores se centraron en los huevos de arao recogidos en varios lugares del Ártico y sub-árticas (Golfo de Alaska, el Mar de Bering y el Mar de Chukchi). Situado en la parte superior de la cadena alimentaria, estas aves marinas incorporar la presente contaminación por mercurio en la cadena y por tanto son una especie centinela excelentes para medir el impacto de este contaminante en los ecosistemas marinos. Por ejemplo, la cantidad de mercurio en sus huevos proporciona un fiel reflejo de los niveles de mercurio en los ecosistemas árticos en un momento dado. Más concretamente, el equipo de científicos midieron la firma isotópica (2) de Hg en los huevos y señaló que mostró importantes variaciones geográficas. Las variaciones de la firma isotópica de los elementos de la mayoría de los químicos (carbono, nitrógeno, etc) dependen principalmente de su diferencia de masa (12C, 13C). Sorprendentemente, los isótopos de mercurio no siguen la misma «regla»: sus isótopos impares (199Hg, 201Hg) se comportan de manera diferente a sus isótopos pares (198Hg, 200Hg, etc.) Esta particularidad es un fenómeno extremadamente raro en la Tierra (3). Para el mercurio, esta anomalía se encuentra estrechamente relacionada con la cubierta de hielo marino alrededor de los sitios de desove colonias de arao «. Conocer el importante papel desempeñado por la luz en la fotodegradación de metilmercurio, los investigadores lograron establecer la cantidad de la toxina podría ser destruido por la luz del sol, ya sea en presencia o en ausencia de hielo marino. De esta manera, se determinó que la presencia de hielo marino impide la descomposición fotoquímica tanto de metilmercurio y que limita los intercambios de mercurio entre el Océano Ártico y la atmósfera.

Estos resultados sugieren que el clima juega un papel clave en el ciclo del mercurio. El derretimiento acelerado del hielo marino en las próximas décadas por lo tanto, influir en el ciclo biogeoquímico de este contaminante de una manera significativa. El análisis de mercurio en la escala isotópica ahora abre nuevas vías de investigación para comprender mejor la dinámica de este contaminante de prioridad y su impacto sobre el medio ambiente.

Este trabajo se inició en el marco del cuarto Año Polar Internacional (2007-2009) y se benefició del apoyo de ARN.

Notas:

(1) Laboratoire des Mécanismes et des Transferencias en Geología (CNRS / IRD / Université Paul Sabatier de Toulouse 3/Observatoire Mediodía-Pirineos) y el Instituto de las Ciencias analytiques et de Chimie físico-pour l’Environnement et les Matériaux (CNRS / Universidad de Pau). 
(2) Esto indica que las proporciones de los diferentes isótopos de un elemento químico específico. Se puede variar geográficamente y como una función del tiempo (como es el caso con el carbono), y por lo tanto puede indirectamente indican diversos parámetros. 
(3) Este fenómeno, conocido como masa independiente de fraccionamiento isotópico, se descubrió en el siglo 20 para dos elementos ligeros en el medio natural: oxígeno y azufre.

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