L'un des points chauds de biodiversité les plus riches au monde est Madre de Dios, une région de l'Amazonie au Pérou, nichée au pied de la cordillère des Andes. Lorsque la biogéochimiste Jacqueline Gerson s'y est rendue pour la première fois en 2017, elle s'est retrouvée sur un bateau qui descendait le cours d'eau à travers la forêt. Au fil des berges, elle a observé un changement de paysage.
Au début, « c’était une belle forêt primaire ancienne, avec beaucoup d’oiseaux et une faune très variée », raconte Gerson, alors doctorante à l’université Duke. « Puis, en continuant en aval… on voit d’abord ces rochers », ajoute-t-elle. « Au fur et à mesure que l’on avance, on voit des tas de pierres les uns après les autres, puis on commence à voir une certaine déforestation. »
Elle a pu observer les signes d'une exploitation minière artisanale et à petite échelle de l'or. Contrairement aux opérations industrielles à grande échelle avec des flottes de camions à benne et d'excavatrices, les travailleurs utilisent ici des outils de base ou leurs propres mains pour extraire le minerai. Ces activités d'extraction d'or informelles sont si prolifiques à Madre de Dios qu'elles soutiennent au moins la moitié de l'économie de la région.
Mais ce gain a un prix. Les mineurs artisanaux mélangent du mercure aux sédiments des berges qui contiennent des paillettes d’or. Cela produit un amalgame or-mercure qui peut être facilement séparé de la boue puis brûlé pour isoler l’or. Mais cette combustion libère également des vapeurs de mercure à l’air libre.
Pour Gerson, aujourd’hui à l’université Cornell, il est de son devoir de comprendre comment les polluants toxiques circulent dans l’environnement. Elle étudie la façon dont les activités humaines contribuent à ces polluants et modifient leur trajectoire.
Chaque année, les êtres humains rejettent dans l’air plus de 2 000 tonnes de mercure provenant des centrales à charbon, des installations d’incinération des déchets, des sites de production de ciment, des opérations minières et d’autres sources. L’exploitation minière artisanale et à petite échelle de l’or génère plus de 35 % de ces émissions de mercure, ce qui en fait la principale source anthropique.
Dans l’environnement, les bactéries transforment l’élément en méthylmercure plus toxique, qui s’accumule plus facilement dans la faune et la flore sauvages et chez les humains (SN: 19/06/14). L’exposition à de grandes quantités de mercure peut causer des ravages sur le système nerveux central, le tube digestif et les reins, entraînant des convulsions, la cécité, des pertes de sommeil, des pertes de mémoire, des maux de tête, une faiblesse musculaire ou même la mort.
La plupart des travaux de Gerson portent sur le mercure, mais elle a étudié les mouvements d'autres contaminants dangereux, comme le sélénium libéré par l'exploitation minière du charbon et le soufre libéré par l'agriculture. Dans la plupart des cas, Gerson a déjà une bonne idée de la provenance des substances lorsqu'elle commence ses recherches. C'est le reste de l'histoire – où elles vont, où elles finissent – qu'elle cherche à connaître.
Avant de pouvoir mieux gérer et réduire les risques que ces contaminants représentent pour les personnes, dit-elle, « nous devons d’abord comprendre leur sort ».
Un point chaud de l'Amazonie
Avant même son premier voyage à Madre de Dios, Gerson savait que des signes d’exposition au mercure avaient été signalés dans des communautés situées bien en amont des zones minières. Peut-être les gens mangeaient-ils du poisson chargé de mercure qui avait nagé en amont, mais Gerson se demandait s’il n’y avait pas d’autres voies d’exposition. Elle et ses collègues sont donc retournés dans la région pour recueillir des échantillons au cours de l’été 2018 et de l’hiver suivant.
Sans surprise, les niveaux de mercure dans l’air étaient corrélés à la proximité de l’exploitation minière. Mais l’eau évacuée par les feuilles dans la canopée de la forêt, connue sous le nom de ruissellement, offrait une image plus compliquée. Plus la canopée était dense, plus le mercure était concentré dans le ruissellement, les niveaux les plus élevés étant observés dans une zone de conservation appelée Los Amigos Biological Concession, ont rapporté Gerson et ses collègues en 2022 dans Nature CommunicationsLes niveaux de mercure dans les eaux pluviales de Los Amigos sont « les plus élevés de tous les endroits du globe », déclare Gerson. « C'était vraiment surprenant. [to find] dans cette zone… que nous considérons comme l’une des zones les plus reculées du monde.
La particularité de Los Amigos réside dans sa forêt vierge et ancienne. Les grandes feuilles de la canopée mature fonctionnent comme des collecteurs de mercure, offrant de larges surfaces sur lesquelles le mercure en suspension dans l'air peut s'accumuler et être ensuite emporté au sol par la pluie, explique Gerson. « Si vous avez une communauté minière entourée de forêts anciennes, c'est là que vous allez voir des concentrations très élevées de mercure. »
Et ce ne sont pas seulement les feuilles qui ont été contaminées. L'exploitation minière a également contaminé la faune. Les niveaux de mercure dans les plumes de trois espèces d'oiseaux chanteurs aux régimes alimentaires variés étaient en moyenne deux à trois fois plus élevés à Los Amigos que dans une autre forêt ancienne située loin de l'exploitation minière. Les feuilles tombées et tombées apportent du mercure au sol, où le contaminant est méthylé par des bactéries et consommé par les plantes et les animaux, explique Gerson.
« Il est important de diffuser ces informations », explique Mae Gustin, biogéochimiste à l'Université du Nevada à Reno, qui n'a pas participé à la recherche. L'impact est plus répandu que les gens ne le pensent, dit-elle. « L'ensemble [eco]« Le système est contaminé. »
Une étincelle au Sénégal
La fascination de Gerson pour le mercure ne date pas d'Amazonie, mais d'un voyage dans le centre du Sénégal. Après avoir obtenu son diplôme de premier cycle à l'université Colgate de Hamilton, dans l'État de New York, elle s'est rendue au Sénégal en tant que volontaire auprès du Peace Corps.
Là, Gerson a rencontré une autre volontaire du Corps de la paix qui vivait dans la région de Kédougou, à une journée de route de là, dans le sud-est du Sénégal. « Je me souviens qu'elle parlait de la nécessité de changer de communauté parce que [the] Le Peace Corps s’inquiétait de son exposition personnelle au mercure provenant des opérations minières sur place, explique Gerson. « Cela a vraiment éveillé mon intérêt. »
C'est avec le mercure en tête qu'elle est retournée à New York et a commencé un programme de maîtrise à l'université de Syracuse en 2014. Son directeur de maîtrise, Charles Driscoll, lui a offert « une flexibilité incroyable pour choisir ce que je voulais faire pour ma thèse », se souvient Gerson. Au cours des années suivantes, elle a publié certains de ses premiers travaux sur l'évolution des modèles de mercure et de méthylmercure au cours d'une décennie dans une région reculée des montagnes Adirondacks, ce qui a donné le coup d'envoi d'une carrière dans la chasse au mercure.
Les recherches ont finalement ramené Gerson au Sénégal. Pour une étude rapportée en 2023 dans Lettres sur la production plus propreelle et ses collègues ont travaillé avec des membres de la communauté locale, dont plus de 80 % s'identifiaient comme mineurs, pour sensibiliser les gens aux dangers du mercure. L'équipe a également distribué des dispositifs fabriqués localement, appelés cornues, qui réduisent l'exposition des mineurs aux vapeurs de mercure. Les enquêtes ont montré que ce travail a été utile : la proportion de répondants déclarant croire que le mercure était dangereux est passée de 83 à 94 %, et le pourcentage de personnes utilisant des cornues au moins parfois est passé de 3 à 64 %.
Aux États-Unis, les mouvements de contaminants ne sont pas les seules voies sur lesquelles Gerson attire l'attention. Elle s'est également engagée à éclairer les voies d'accès à la science. En tant qu'étudiante en doctorat, elle a cofondé GALS, un programme scientifique d'été gratuit qui organise des excursions de camping et de randonnée de nuit pour les lycéennes et les étudiants non conformes au genre. Et elle a coécrit un article de 2023 dans le Bulletin de la Société écologique d'Amérique intitulé « Démystifier le processus de candidature aux études supérieures ».
« Il y a beaucoup de cursus cachés pour accéder aux études supérieures et aux sciences en général », explique Gerson, qui ne sont pas facilement accessibles à ceux qui ne connaissent pas déjà le processus. « Je suis vraiment passionné par l'idée de rendre les STEM beaucoup plus inclusives et d'aider les gens à y trouver leur chemin également. »
