Gli scienziati hanno capito da tempo che l'Artico è colpito dall'inquinamento da mercurio, ma sa di meno su come accade. A distanza, freddo e apparentemente incontaminato, perché un paesaggio così idilliaco è così contaminato da questo metallo altamente tossico?

Sono tornato di recente da un progetto di ricerca di due anni in Alaska, dove ho condotto ricerche sul campo su questo problema insieme ad altri scienziati dell'Università del Colorado; il Desert Research Institute dell'Università del Nevada; l'Università di Tolosa e l'Università della Sorbona in Francia; e il Gas Technology Institute nell'Illinois.

Il nostro lavoro è stata l'indagine più completa fino ad oggi su come il mercurio si deposita nella tundra artica, un vasto ecosistema settentrionale che circonda l'Oceano Artico. I nostri risultati mostrano che la forma gassosa del mercurio, emessa dalla combustione del carbone, l'estrazione mineraria e altri processi industriali nel mondo industrializzato - viene trasportato nella regione da migliaia di chilometri di distanza. Nell'Artico, si deposita sui suoli della tundra e alla fine scorre nelle acque oceaniche, minacciando la fauna selvatica e le persone della regione.

Tracciare le vie del mercurio

Le nazioni industrializzate e in via di sviluppo emettono circa 2, 000 tonnellate di mercurio nell'atmosfera ogni anno. Globalmente, le maggiori fonti includono le emissioni da miniere d'oro artigianali e su piccola scala e da centrali elettriche a carbone.

Le emissioni di mercurio dalle attività umane assumono diverse forme che si comportano diversamente nell'atmosfera Mercurio ossidato, indicato come Hg(II), generalmente si deposita o viene espulso dall'atmosfera vicino a fonti di emissione. In contrasto, mercurio elementare gassoso, o Hg(0), rimane a lungo nell'atmosfera e può viaggiare in tutto il mondo.

Nell'Artico, alti livelli di mercurio si trovano nelle balene beluga, Orsi polari, foche, pesce, aquile e altri uccelli. Ciò significa che anche gli esseri umani sono colpiti, in particolare gli Inuit, che si affidano alla caccia e alla pesca tradizionali per il cibo. L'esposizione a livelli elevati di mercurio per lunghi periodi può portare a problemi neurologici e cardiovascolari. Gli scienziati hanno lavorato per più di due decenni per determinare come il mercurio si fa strada dai paesi industrializzati verso l'Artico.

Dall'atmosfera alle piante al suolo

Dal nostro sito di osservazione a nord del Brooks Range dell'Alaska, abbiamo determinato che il mercurio elementare gassoso nell'atmosfera è la fonte dominante del mercurio artico. Abbiamo calcolato che rappresentava il 70 percento del mercurio che penetra nel suolo della tundra. Precedenti studi si sono concentrati principalmente sulla deposizione di mercurio ossidato nell'aria. Però, stimiamo che il mercurio ossidato rappresenti meno di un terzo della deposizione di mercurio, e deposizione da pioggia e neve solo per il 2 per cento.

La prossima domanda è come il mercurio gassoso cade a terra. Abbiamo scoperto che le piante lo assorbono dall'atmosfera nelle loro foglie, quanto assorbono anidride carbonica. Quindi, quando le piante perdono foglie o muoiono, il mercurio che contengono si deposita nel suolo.

Questo probabilmente spiega perché il deflusso dal suolo della tundra all'Oceano Artico - che altri ricercatori hanno stimato in totale da 50 a 85 tonnellate all'anno - rappresenta da metà a due terzi dell'immissione totale di mercurio nell'Oceano Artico. Là, può essere convertito in metilmercurio organico altamente tossico. Poiché gli animali più grandi mangiano gli animali più piccoli, si biomagnifica attraverso la catena alimentare acquatica a livelli dannosi.

Potrebbe peggiorare. Il nostro studio non ha esaminato il potenziale impatto del riscaldamento globale, ma se il cambiamento climatico continua incontrollato, temperature più calde potrebbero destabilizzare i depositi di mercurio nei suoli di permafrost e consentire a quantità ancora maggiori di migrare nelle acque artiche.

Fonti di mercurio per impronte digitali

Abbiamo raccolto i nostri dati sull'Artico tutto l'anno:un compito arduo in un luogo con lunghi, inverni bui quando le temperature scendono a 40 gradi Fahrenheit sotto lo zero. Anche le estati pongono sfide, soprattutto con nuvole di zanzare.

Abbiamo usato un laboratorio allestito nella tundra, che abbiamo visitato regolarmente per calibrare e riparare i nostri strumenti e per collaborare con il personale della Toolik Field Station, una stazione di ricerca gestita dall'Università dell'Alaska a Fairbanks. La nostra strumentazione includeva misurazioni di tutte le principali forme di mercurio in tutti i comparti ambientali, compresa l'atmosfera, neve, piovere, impianti, lichene, muschi, e suoli della tundra e permafrost.

Molti dei nostri strumenti hanno consentito misurazioni continue durante tutto l'anno tramite telecomando. Avevamo bisogno di misurare i livelli di mercurio tutto l'anno al fine di sviluppare bilanci di massa annuali della deposizione di mercurio:stime di quanto mercurio entrava nell'Artico da diverse fonti e dove va. Inoltre, i miei collaboratori dalla Francia hanno eseguito misurazioni di isotopi stabili di mercurio, una tecnica nuova e potente che ci ha permesso di rilevare le impronte digitali di varie fonti di mercurio nell'ambiente.

La scienza per supportare l'azione globale

La nostra ricerca sottolinea l'importanza della Convenzione di Minamata su Mercurio, il primo trattato globale progettato per proteggere la salute umana e l'ambiente dagli effetti negativi di questo elemento. Più di 120 paesi, compresi gli Stati Uniti, hanno firmato la convenzione, entrata in vigore nell'agosto 2017.

Il patto richiede ai paesi membri di eliminare gradualmente o ridurre il mercurio da prodotti come batterie, certe lampadine, cosmetici e pesticidi. Devono anche controllare le emissioni di mercurio nell'aria dalle centrali elettriche a carbone, incenerimento dei rifiuti e relativi processi industriali, e ridurre o eliminare l'uso del mercurio nell'estrazione dell'oro su piccola scala e nella produzione chimica.

A seguito di questo studio, Ho intenzione di continuare a indagare se il mercurio gassoso sia una fonte dominante di inquinamento anche in altre terre remote, e il meccanismo di assorbimento del mercurio vegetale, che potrebbe essere la via principale per i depositi di mercurio atmosferico a terra. Scienziati, i regolatori e i responsabili delle politiche hanno bisogno di una migliore comprensione di come l'assorbimento del mercurio gassoso nelle piante e nel suolo sta influenzando l'ambiente, comprese le foreste del mondo. Con la Convenzione di Minamata come quadro, molte nazioni avranno bisogno di questo tipo di informazioni scientifiche per ridurre i rischi tossici del mercurio.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.