Une étude récente de l'Institut Blas Cabrera de Chimie-Physique (IQF-CSIC) a révélé un rôle jusqu'alors inexploré de la stratosphère dans le transport et la déposition de mercure provenant de zones à forte émission dans l'hémisphère nord vers des lieux éloignés, y compris les pôles.
Publiée dans Science Advances, la recherche indique qu'une part significative du mercure entrant dans les écosystèmes terrestres est chimiquement activée et transportée à l'échelle mondiale dans la stratosphère. Cette découverte a des implications considérables pour l'exposition des écosystèmes à la pollution par le mercure, affectant à la fois la santé humaine et la faune.
Le mercure, un métal liquide à température ambiante, existe sous forme gazeuse en traces dans l'atmosphère, provenant de sources naturelles telles que l'érosion du sol et les éruptions volcaniques, ainsi que de processus industriels. Le mercure métallique atmosphérique subit des réactions d'oxydation, encore mal comprises, conduisant à sa déposition rapide dans des mers et continents éloignés.
Contrairement aux croyances précédentes selon lesquelles les réactions et le transport du mercure se produisaient uniquement dans la troposphère, l'étude révèle que près d'un tiers du mercure entrant dans les écosystèmes terrestres réagit dans la stratosphère, entre 12 et 40 kilomètres au-dessus de la surface. L'environnement photochimique unique de cette couche accélère les processus d'oxydation du mercure.
La circulation de l'air stratosphérique agit comme un « tapis roulant mondial », transportant de grandes quantités de mercure gazeux des régions fortement polluées vers des zones isolées, y compris les régions polaires. L'étude prévoit également que le changement climatique augmentera le transport de mercure stratosphérique.
Pour la première fois, la recherche a établi un modèle complet du cycle du mercure sur Terre. Ce modèle identifie le processus complet de transport et de réaction du gaz mercure vers et depuis la stratosphère, qui revient à la surface terrestre sous forme de sels solubles déposés dans des lieux éloignés comme l'Arctique et l'Antarctique.
Selon Alfonso Sáiz-López, le responsable de l'étude, cette recherche fournit une explication aux différences observées dans les concentrations atmosphériques de mercure entre les hémisphères nord et sud, qui ne s'alignaient auparavant pas avec les distributions des émissions industrielles.
Le mercure gazeux atteint les couches supérieures de l'atmosphère à partir de la surface terrestre par le biais de mécanismes physiques complexes, principalement dans les tropiques, qui peuvent être détaillés à travers des modèles climatiques. L'inclusion des réactions chimiques décrites dans les modèles climatiques donne lieu à une représentation numérique du cycle géochimique du mercure, intégrant désormais de nouvelles réactions chimiques et photochimiques pouvant se produire dans la stratosphère.