Deux petits hydroglisseurs électriques, remplis de scientifiques et d’un bac de mercure, zigzaguent sur un lac un soir de printemps en 2001. « Pas de pêche » lit un panneau sur le rivage – avec raison. A l’arrière du bateau, le mercure disparaît lentement dans le lac, uniformément réparti sur la surface. Les bateaux peuvent être trouvés ici toutes les deux semaines jusqu’à l’automne, tout comme les six années suivantes. Ils naviguent sur le lac 658, qui fait partie de la région des lacs expérimentaux dans la province de l’Ontario, dans le sud-ouest du Canada. Et à proximité du lac, un pulvérisateur occasionnel vole, envoyant du mercure au-dessus des bois.
Le mercure est un métal lourd qui pollue les écosystèmes du monde entier et affecte la santé des personnes. Il existe un cycle mondial naturel du mercure, mais les humains ont ajouté de grandes quantités de mercure du sol depuis le milieu des années 1800. Le mercure gazeux est libéré dans l’atmosphère par les mines d’or, les centrales électriques au charbon et l’industrie lourde, qui finit généralement dans la mer, les rivières, les lacs et le sol par les précipitations. Là, le mercure est converti en méthylmercure par des bactéries. Le méthylmercure est bioaccumulable : il s’accumule au cours de la vie, notamment dans les tissus musculaires des poissons, par exemple. Et c’est bioamplifiant : plus on monte dans la chaîne alimentaire, plus les concentrations de mercure chez les animaux sont élevées. Un poisson prédateur comme le maquereau contient donc plus de mercure que le plancton, ou des poissons plus petits. Si les gens ingèrent trop de mercure dans le poisson, cela peut être nocif pour la santé, en particulier pour les jeunes enfants et les enfants à naître. Il entrave la croissance du cerveau, parfois avec des conséquences à vie. On estime que 1,8 million d’enfants européens ont trop de mercure dans le sang.
Question sans réponse
Les émissions de mercure ont fortement chuté entre 1980 et 2000, mais entre-temps les émissions annuelles n’ont pas diminué davantage. 128 pays ont signé la Convention de Minamata en 2013, dans le but de réduire les émissions. En conséquence, une nouvelle baisse est attendue dans les années à venir. Une grande question reste cependant sans réponse : combien de temps faudra-t-il pour que les écosystèmes se rétablissent ?
Avec cette question à l’esprit, des chercheurs canadiens et américains ont traversé le lac 658. Pendant sept ans, ils ont quintuplé l’apport de mercure à l’écosystème et analysé le taux d’absorption du mercure. Ils ont mesuré la reprise pour les huit prochaines années. Ils ont utilisé une variante spéciale – ou « isotope » – du mercure qui n’avait jamais été émise par l’homme auparavant. De cette manière, ils ont pu découvrir par des mesures quelle pollution au mercure était « naturelle » et quelle pollution provenait d’eux-mêmes. Les chercheurs ont récemment publié une étude dans La nature† Le résultat le plus important, écrivent les auteurs : une fois que l’approvisionnement en mercure d’un écosystème s’arrête, la concentration de méthylmercure dans les poissons diminue rapidement.
La quantité de mercure ajoutée est comparable à la pollution des zones industrielles
Yanxu Zhang professeur de biogéochimie
« Le mercure a imprégné l’écosystème incroyablement rapidement », explique Paul Blanchfield. Il est écologiste et premier auteur de l’étude. « En quelques semaines, nous avons déjà vu du méthylmercure dans l’eau et dans le zooplancton. À la fin du premier été, il a été trouvé chez de petits poissons. Au bout d’un an, nous l’avons détecté chez des poissons plus gros. Sept ans après le premier zigzag, à la fin de la phase d’ajout, des niveaux accrus de mercure ont été observés chez tous les résidents du lac.
Mais n’est-il pas éthiquement douteux de polluer un lac au nom de la science ? « Lorsque les premières études à ce sujet sont sorties il y a dix ans, j’ai pensé la même chose », explique Yanxu Zhang. Il est professeur de biogéochimie à l’Université de Nanjing et se concentre sur le comportement des produits chimiques polluants dans l’environnement. « Mais ce n’est pas si mal que ça. La quantité de mercure ajoutée n’est pas beaucoup. Elle est comparable à la pollution des zones plus densément peuplées et industrielles. De plus, le lac est très éloigné, donc il n’y a aucun danger pour les gens. Blanchfield est d’accord, ajoutant : « Les concentrations dans le lac n’ont aucun effet nocif sur les poissons du lac. Nous avons également collaboré avec les gouvernements locaux et nationaux. L’importance de la recherche devait être suffisamment grande, et c’était tout.
De plus, le mercure semble disparaître rapidement du lac. Après l’arrêt de l’approvisionnement en mercure, la concentration de mercure dans l’eau a chuté de 80 % en trois ans. Quelque temps plus tard, les niveaux de mercure dans les poissons ou d’autres formes de vie dans le lac ont diminué. Cette diminution varie selon les espèces animales, principalement parce que la teneur en mercure ne semble pas diminuer chez les poissons individuels, mais seulement chez les nouvelles générations. Chez Houtingen – un poisson de la famille des saumons – les niveaux de mercure ont diminué deux fois plus lentement en huit ans que chez le bar, bien que le bar ait beaucoup plus de mercure en moyenne. La principale différence entre les deux : la basse vit en moyenne trois ans, la houting dix-sept.
Cycle mondial
« L’étude arrive à point nommé car nous nous attendons à une baisse des émissions dans un avenir proche », a déclaré Zhang. « Cependant, on ne sait toujours pas comment les écosystèmes réagiront à cela. Les résultats de l’étude sont encourageants pour l’efficacité de la Convention de Minamata.
L’étude s’inscrit également dans une tendance de la recherche sur la pollution mondiale par le mercure. De nombreux chercheurs tentent de modéliser le cycle mondial du mercure – la façon dont le mercure se propage dans le monde à travers l’air, les mers et le sol. Ce n’est que récemment que les chercheurs ont commencé à modéliser la façon dont les écosystèmes réagissent aux changements du cycle du mercure. Zhang était le premier il y a un an : le modèle qu’il dans Communication Nature publié, prévoit entre autres des effets sur le mercure dans les écosystèmes et des dommages pour la santé des humains. « Nous avons encore besoin de beaucoup d’observations pour évaluer la précision de notre modèle », explique Zhang. « Je m’attends à ce que ces données améliorent considérablement notre modèle. L’étude est très pertinente pour les modèles mondiaux.
Jeroen Sonke, biogéochimiste au Centre national de la recherche scientifique en France, se réjouit déjà de poursuivre ses recherches dans les décennies à venir. « Seul un quart de l’approvisionnement en mercure du lac provient directement de la pluie, le reste provient de l’eau de pluie qui pénètre dans le lac par la forêt environnante. On ignore actuellement à quelle vitesse le mercure du sol forestier se retrouvera dans le lac. Le déplacement du mercure des forêts vers le lac peut prendre dix, cent ou mille ans.
« Nous continuerons d’observer le lac et les poissons pour comprendre comment les populations continuent de réagir au mercure que nous avons ajouté », a déclaré Blanchfield. « Mais la petite quantité de mercure qui pénétrait dans le lac depuis les forêts a également rapidement disparu des poissons. Nous sommes toujours curieux de savoir si le mercure dans les forêts sera transporté vers le lac, afin d’avoir une image complète de ce qui se passe autour du lac.