Substances persistentes organiques dans les sédiments de lacs glaciaires

Héritage indésirable des glaciers

13 oct. 2009 | MARTINA PETER
Les glaciers en fonte libèrent des substances chimiques, lesquelles étaient retenues dans la glace « éternelle » pendant des décennies. Des chercheurs de l’Empa, de l’ETH Zurich et de l’Eawag ont analysé les couches de sédiments du lac Oberaarsee et ainsi pu reconstituer le dépôt de substances organiques difficilement dégradables des dernières 60 années. Comme ils viennent de le décrire dans une publication récemment parue dans «Environmental Science and Technology», les glaciers se rétractant représentent une source secondaire de substances qui ont été interdites depuis longtemps et ne sont plus produites industriellement.
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Des substances problématiques ont aussi été analysées dans les sédiments du lac Steinsee, situé à proximité du Col du Susten. (Photo: Ruedi Keller)

Quand les glaciers se rétractent en raison du réchauffement climatique, des objets affleurent, lesquels gisaient dans les masses de glace pendant des décennies, voire des siècles. Entre autre réapparaissent des substances chimiques interdites depuis des années et qui seraient mieux gardées sous clef, comme les substances nommées POPs («persistent organic pollutants»), c’est-à-dire des polluants difficilement dégradables dans l’environnement. En font partie des produits chimiques techniques, utilisés par exemple comme plastifiants dans certains matériaux ou comme pesticides, mais aussi les dioxines. Beaucoup de ces POPs perturbent le système endocrinien, sont cancérigènes et sont suspectés de troubler le développement des hommes et des animaux. En outre, ils sont particulièrement rémanents et peuvent être transportés via l’atmosphère sur de longues distances. Pour cela, on retrouve les POPs pratiquement partout dans le monde, même dans des glaciers des milieux alpins, aux écosystèmes particulièrement sensibles.

 

 
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  Afin de pouvoir placer les instruments d’échantillonnage de manière stable, le lac doit être gelé.
 

 

Une carotte de sédiments d’un lac glaciaire
Si les glaciers fondent, les produits chimiques qui ont été entraînés par des courants atmosphériques il y a des années, déposés sur le manteau neigeux, et emmagasinés dans la glace, coulent avec la fonte dans le lac le plus proche. Là, ils se déposent au fond du lac avec la matière en suspension de la fonte et s’accumulent dans les sédiments. Par exemple, ceci se produit dans l’Oberaarsee, un lac de retenue à 2300 m d’altitude à proximité du Col du Grimsel dans l’Oberland Bernois.

En hiver 2006, des sédimentologues de l’Eawag sont partis pour extraire du lac alpin gelé des carottes d’environ un mètre de longueur et six centimètres de diamètre. « Nous avons sectionné une des carottes en tranches et lyophilisé » raconte Peter Schmid, chimiste à l’Empa. Dans les laboratoires de l’Empa, il a analysé avec son équipe les POPs contenus dans les diverses couches de sédiments.

 

 
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  Dans les laboratoires de l’Empa, des substances chimiques, dont les POPs, ont étés analysées dans les différentes couches de sédiments.
 

 

L’histoire des POPs pendant les dernières 50 années
Les couches de sédiments de la carotte se laissent lire comme les « cernes » des arbres, strate par strate, jusqu’à l’an 1953, quand le barrage de l’Oberaarsee a été édifié. « Nous pouvons confirmer à l’aide des couches, que dans les années 1960 à 1970 des POPs ont été produits en grandes quantités et ont aussi été déposés dans ce lac alpin » dit Christian Bogdal qui a écrit sa thèse de doctorat à l’Empa au sujet de la pollution environnementale par ces substances organiques, et qui se consacre maintenant à la recherche dans ce domaine à l’ETH Zurich. Il a pu être clairement identifié que la pollution s’est réduite quand au début des années 1970 beaucoup de ces substances problématiques ont été interdites.

Il était aussi impressionnant, et d’une certaine mesure même surprenant, de constater une nouvelle hausse des POPs dans les couches de sédiments qui ne sont pas plus âgées de dix à quinze ans. Depuis la fin des années 1990, les quantités de substances chimiques se situent à un niveau étant en partie plus élevé que dans les années 1960 et 1970. Une raison possible est la suivante : le lac est principalement alimenté par le glacier Oberaargletscher, dont la longueur s’est réduite de 1.6 km depuis 1930. Rien que pendant les dernières dix années, le glacier s’est rétracté de plus de 120 m et a ainsi pu libérer des quantités relativement grandes de substances toxiques emmagasinées. Comme depuis longtemps présumé par les chercheurs/euses en environnement, et maintenant démontré pour la première fois, les glaciers constituent une source secondaire de réintroduction de POPs dans l’environnent, à prendre au sérieux.

 

 
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  La carotte de sédiments du lac Oberaarsee raconte une histoire remontant plus de 50 ans.
 

 
La recherche se poursuit dans la glace « éternelle »
Avec cette étude, la recherche au sujet de substances persistantes organiques dans les glaciers est loin d’être achevée. « Entre temps, nous avons des résultats concordants d’autres lacs alpins. Cependant encore beaucoup de questions persistent auxquelles on s’intéresse, nous les chimistes, mais aussi les sédimentologues et les glaciologues » dit Peter Schmid. Ainsi l’accumulation de POPs dans les glaciers, les chemins qu’ils y poursuivent, et les possibles modifications chimiques dues à l’exposition aux rayons UV, sont encore trop peu connus. « De plus, nous voulons découvrir s’il faudra compter avec des quantités importantes relâchées par les glaciers ». Pour cela, Bogdal et Schmid, conjointement avec des glaciologues, des chimistes et des sédimentologues de l’ETH Zurich, du PSI et de l’Eawag, soumettent actuellement une demande de projet auprès du Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique pour élucider le chemin des polluants dans la glace « éternelle ».
 
 


 

Informations supplémentaires

 

Rédaction / Contact médias

 
Litérature
Ch. Bogdal, P. Schmid, M. Zennegg, F. Anselmetti, M. Scheringer, K. Hungerbühler: Blast from the Past: Melting Glaciers as a Relevant Source for Persistent Organic Pollutants, Environ. Sci. Technol. Publication Date (Internet): 24 September 2009; doi: 10.1021/es901628x