Antarctica este cunoscută drept unul dintre cele mai izolate și mai puțin afectate de activitatea umană regiuni ale planetei. Totuși, schimbările climatice încep să modifice inclusiv ciclurile unor poluanți care au ajuns în urmă cu decenii sau milenii în regiunile polare. Un studiu publicat în Nature Communications arată că retragerea ghețarilor din Antarctica de Vest este asociată cu o creștere importantă a acumulării de mercur în Antarctica, în timp ce capacitatea ecosistemelor marine de a stoca carbon nu crește în același ritm.
Descoperirea este importantă deoarece mercurul nu este doar un contaminant chimic. În mediul marin, acesta poate fi transformat în metilmercur, o formă toxică ce se acumulează în organisme și poate urca de-a lungul lanțurilor trofice.
Cum ajunge mercurul în Antarctica?
Mercurul este un element natural al scoarței terestre, însă activitățile umane au modificat profund ciclul său global. Arderea combustibililor fosili și alte activități industriale au crescut cantitatea de mercur care circulă în atmosferă și în oceane. Studiile indică faptul că emisiile antropice au ajuns să fie de câteva ori mai mari decât nivelurile naturale.
O parte din acest mercur este transportată pe distanțe foarte mari prin atmosferă și ajunge în regiunile polare prin depunere pe zăpadă, gheață și suprafețele terestre.
Aici intervine încălzirea globală. Pe măsură ce ghețarii se retrag și gheața se topește, materialele care au fost acumulate și izolate în timpul unor perioade reci pot fi mobilizate și transportate către ocean. Sedimentele și particulele provenite din zonele glaciare pot transporta mercur asociat cu materia organică și cu particulele minerale.
Cercetătorii au găsit dovezi că acest proces contribuie la modificarea ciclului mercurului în Marea Ross, una dintre regiunile importante ale Oceanului de Sud.
Ce au descoperit cercetătorii în Marea Ross
Pentru a reconstitui modul în care încălzirea și retragerea ghețarilor au modificat ciclurile carbonului și mercurului, cercetătorii au analizat 20 de carote de sedimente colectate din Marea Ross și din zona oceanică din apropiere.
Sedimentele reprezintă, într-un anumit sens, o arhivă naturală. Straturile depuse pe fundul oceanului păstrează informații despre materialele transportate din atmosferă, de ghețari și de ecosistemele marine.
Rezultatele au arătat o diferență remarcabilă între carbon și mercur. În ultimii aproximativ 12.000 de ani, cantitatea de carbon organic îngropată în sedimente a rămas relativ constantă. În schimb, rata de îngropare a mercurului a crescut de aproximativ trei ori în zona Golfului Ross și de aproximativ opt ori în zona oceanică deschisă analizată de cercetători.
Această creștere nu înseamnă că Antarctica produce mercur. Mai degrabă, încălzirea și retragerea gheții modifică modul în care mercurul existent în sistemul polar este transportat, redistribuit și depozitat.
Gheața se topește, iar poluanții sunt remobilizați
Una dintre concluziile importante ale studiului este că ghețarii și materialele terestre contribuie la transportul mercurului către mediul marin. Mercurul are o afinitate puternică pentru materia organică. Particulele fine provenite din eroziunea glaciară pot transporta astfel mercurul din zonele continentale către apele costiere.
Analizele izotopilor de mercur au indicat că depunerea atmosferică reprezintă principala sursă a mercurului identificat în sedimentele Mării Ross. Cercetătorii estimează că aproximativ 60% din mercurul prezent în sedimentele de suprafață provine din depunerea atmosferică a mercurului. O parte din acest mercur a fost depusă în trecut pe suprafața Antarcticii și poate fi ulterior transportată de apa provenită din topirea gheții.
Prin urmare, încălzirea globală nu trebuie privită doar ca un proces care reduce suprafața gheții. Ea poate modifica și fluxurile de elemente chimice dintre continent, atmosferă, ocean și organismele marine.
De ce este periculos mercurul din Oceanul de Sud?
Mercurul devine deosebit de problematic atunci când pătrunde în ecosistemele acvatice. În anumite condiții, microorganismele pot transforma mercurul anorganic în metilmercur, o substanță neurotoxică.
Metilmercurul are capacitatea de a se acumula în organisme și de a se concentra progresiv pe măsură ce urcăm în lanțul trofic. Astfel, un element prezent inițial în cantități foarte mici în apă poate ajunge în concentrații mai mari în organismele situate la niveluri trofice superioare.
În Antarctica, consecințele trebuie privite în contextul unei rețele trofice extrem de importante. Fitoplanctonul și alte organisme microscopice stau la baza unui ecosistem care include krillul antarctic, pești, păsări marine, foci și balene.
Un studiu publicat în 2025 a arătat deja că mercurul total se acumulează în krillul antarctic, iar dinamica gheții marine poate influența ratele de bioacumulare. Krillul este o specie-cheie a ecosistemului Oceanului de Sud și reprezintă hrana pentru numeroase animale marine. Prin urmare, modificarea ciclului mercurului poate avea consecințe care depășesc cu mult zona în care contaminantul este eliberat.
Un efect surprinzător asupra ciclului carbonului
Studiul din Nature Communications relevă și o altă consecință importantă a retragerii ghețarilor. Oceanul de Sud este unul dintre marile rezervoare naturale de carbon ale planetei. Fitoplanctonul preia dioxid de carbon prin fotosinteză, iar o parte din carbonul organic ajunge în cele din urmă în sedimentele de pe fundul oceanului, unde poate fi stocat pentru perioade foarte lungi.
Retragerea gheții poate crește aportul de materie organică provenită de pe uscat și din ghețari. Totuși, această cantitate suplimentară de carbon nu este neapărat stocată permanent. Cercetătorii au identificat indicii că o parte importantă a carbonului este descompusă în ocean înainte de a ajunge în sedimentele profunde. Procesul, numit remineralizare, transformă carbonul organic înapoi în dioxid de carbon.
Astfel apare o situație paradoxală: încălzirea poate crește transportul de carbon către ocean, dar o parte din acest carbon poate fi degradată și eliberată din nou sub formă de CO₂.
În același timp, cantitatea de mercur din sedimente crește. Cercetătorii consideră că această combinație ar putea amplifica efectele încălzirii asupra ciclurilor biogeochimice ale Oceanului de Sud.
Pierderea gheții schimbă echilibrul chimic al Antarcticii
Un aspect important este că mercurul nu trebuie privit izolat de celelalte schimbări care au loc în Antarctica. Pierderile de gheață modifică circulația apei, aportul de sedimente și materie organică, productivitatea biologică și schimburile dintre ocean și atmosferă. Chiar și gheața marină are un rol în ciclul mercurului: atunci când acoperă oceanul, poate limita eliberarea mercurului elemental din apă către atmosferă. Pierderea gheții marine poate favoriza, prin urmare, creșterea acestei „evadări” a mercurului către atmosferă.
Imaginea care rezultă este una complexă. Încălzirea nu produce un singur efect asupra mercurului, ci modifică simultan mai multe procese care determină unde ajunge acesta și cât timp rămâne în diferitele componente ale ecosistemului.
În plus, rezultatele obținute în Marea Ross sunt importante tocmai pentru că oferă o perspectivă asupra modului în care aceste procese s-au desfășurat în trecut. Studierea sedimentelor din ultimii 12.000 de ani permite cercetătorilor să observe modul în care perioadele de încălzire și retragere glaciară au modificat ciclul mercurului.
Antarctica devine un laborator al schimbărilor climatice
Descoperirea privind mercurul din Antarctica adaugă o nouă dimensiune problemei topirii gheții. Pierderea masei glaciare nu înseamnă doar creșterea nivelului mării și modificarea ecosistemelor polare. Ea poate reactiva și redistribui elemente chimice acumulate în mediu, modificând procese care leagă atmosfera, ghețarii, oceanul și biosfera.
În cazul mercurului, consecințele sunt deosebit de importante deoarece acest element poate fi transformat în metilmercur și poate pătrunde în lanțurile trofice marine.
Studiul nu demonstrează că Oceanul de Sud se află în pragul unei contaminări masive cu mercur și nici că topirea Antarcticii este singura sursă a acestui element. Din contră, rezultatele arată că mercurul are un ciclu complex, în care depunerea atmosferică, materia organică, ghețarii, sedimentele și procesele oceanice sunt strâns interconectate.
Totuși, mesajul este clar: schimbările climatice modifică nu doar cantitatea de gheață de pe Pământ, ci și modul în care elementele chimice circulă prin ecosisteme. Iar Antarctica, considerată cândva un continent aproape complet izolat de influențele lumii industrializate, începe să arate cât de profundă poate fi această schimbare.
Sursa: Science Alert, Nature