Primeira avaliação da poluição por metais pesados ​​tóxicos no Hemisfério Sul nos últimos 2.000 anos

A atividade humana, desde a queima de combustíveis fósseis e lareiras até à poeira contaminada produzida pela mineração, altera a atmosfera da Terra de inúmeras maneiras.

Por Desert Research Institute com informações de Science Daily.

Pesquisador usando um perfurador de gelo metálico cilíndrico coletando um núcleo de neve
Perfurador de gelo dos EUA coletando um núcleo usado neste estudo como parte da travessia científica Norueguesa-EUA da Antártica Oriental. Crédito: Stein Tronstad/NPI

Os registos dos impactos das atividades humanas ao longo do tempo ficam preservados no gelo polar eterno que serve como uma espécie de cápsula do tempo, permitindo aos cientistas e historiadores ligar a história da Terra com a das sociedades humanas. Num novo estudo, núcleos de gelo da Antártica mostram que o chumbo e outros metais pesados ​​tóxicos ligados às atividades mineiras poluíram o Hemisfério Sul já no século XIII.

“Ver evidências de que as primeiras culturas andinas, há 800 anos, e mais tarde a mineração e metalurgia colonial espanhola, parecem ter causado poluição detectável por chumbo a 9.000 km de distância, na Antártida, é bastante surpreendente”, disse Joe McConnell, Ph.D., professor pesquisador de hidrologia na DRI e autor principal do estudo.

O estudo, publicado em 30 de dezembro na revista Science of the Total Environment, foi liderado pela equipe de McConnell no DRI juntamente com colaboradores na Noruega, Áustria e Alemanha, bem como na Flórida. É a primeira vez que os cientistas avaliam os impactos humanos na poluição por chumbo na Antártica já há 2.000 anos. É também a primeira avaliação detalhada da poluição por tálio, bismuto e cádmio. Além do chumbo, estes metais pesados ​​(exceto o bismuto em níveis baixos) são considerados altamente tóxicos e prejudiciais à saúde humana e aos ecossistemas.

A equipe descobriu que o primeiro aumento de poluentes metálicos pesados ​​– especificamente chumbo – começou por volta do ano 1200, coincidindo com o estabelecimento de comunidades urbanas pelo povo Chimú na costa norte da América do Sul.

“Esses assentamentos exigiam grandes quantidades de prata e outros metais obtidos através da mineração”, disse o arqueólogo e coautor do estudo da Universidade do Sul da Flórida, Charles Stanish, Ph.D. O chumbo é frequentemente encontrado em minérios de prata, e amostras de sedimentos lacustres na região de Potosí, na Bolívia, também sugerem emissões de chumbo ao longo dos séculos XII e XIII, consistentes com os registros de gelo da Antártica.

O coautor do estudo, Nathan Chellman, de casaco verde, calças jeans e luvas, prepara a amostra de gelo para análise em uma bancada iluminada
O coautor do estudo, Nathan Chellman, prepara a amostra de gelo para análise no Ice Core Lab da DRI.  Crédito: Jessi LeMay/DRI
Amostra de núcleo de gelo sendo processada por uma máquina quadrada com cabos e tubos ao redor
Amostra de núcleo de gelo sendo processada no sistema analítico exclusivo de núcleo de gelo no Ice Core Lab da DRI. Crédito: Jessi LeMay/DRI


A poluição mais duradoura e consistente começou logo após a chegada dos colonos espanhóis à América do Sul, em 1532, quando Potosí se tornou o principal fornecedor de prata para o Império Espanhol e a maior fonte individual de prata do mundo. Os registos de gelo mostram um declínio acentuado na poluição por chumbo entre aproximadamente 1585 e 1591, quando graves epidemias devastaram as comunidades andinas. A equipe conseguiu comparar os registros de prata na Casa da Moeda Colonial em Potosí com os dados do núcleo de gelo, descobrindo que eles estavam alinhados com a queda da poluição na Antártica.

“É incrível pensar que uma epidemia do século XVI na Bolívia alterou a poluição na Antártica e em todo o Hemisfério Sul”, disse a pesquisadora de pós-doutorado do DRI e coautora do estudo, Sophia Wensman, Ph.D.

“Embora a localização remota da Antártica, a milhares de quilômetros da América do Sul e da Austrália, signifique que apenas vestígios de poluentes são depositados e preservados no gelo, os registros ano a ano, datados com precisão, podem dar uma ideia de como e quando os poluentes humanos impactaram todo o hemisfério”, acrescentou o co-autor e modelador atmosférico, Andreas Stohl, Ph.D., da Universidade de Viena.

Resumo gráfico dos dados do estudo que mostram o aumento da poluição por metais pesados ​​encontrada em cinco núcleos de gelo da Antártida Oriental ao longo do tempo
Resumo gráfico dos dados do estudo que mostram o aumento da poluição por metais pesados ​​encontrada em cinco núcleos de gelo da Antártida Oriental ao longo do tempo. O mapa de calor no canto superior esquerdo representa o fluxo simulado de poluição por metais pesados ​​de Potosi, na América do Sul, ao longo do Hemisfério Sul e até a Antártida. As localizações dos núcleos de gelo são mostradas como círculos ciano. Crédito: DRI

Como esperado, os poluentes aumentaram significativamente após a industrialização, com grandes picos no início da mineração de chumbo na Austrália durante o final do século XIX. Há também declínios acentuados nos registos correspondentes às Guerras Mundiais e à Grande Depressão, demonstrando os impactos mundiais das atividades industriais e dos acontecimentos políticos no Hemisfério Norte.

O estudo resulta da análise de cinco núcleos de gelo diferentes extraídos do manto de gelo da Antártica Oriental no Ice Core Lab da DRI, uma instalação única com instrumentos capazes de detectar vestígios de metais no gelo e na neve. McConnell e a sua equipe aperfeiçoaram as suas técnicas ao longo de décadas, a fim de avançar na compreensão científica de como os humanos impactaram a atmosfera da Terra ao longo do tempo e rastrearam pragas e guerras históricas usando mudanças nos níveis de poluição da Gronelândia.

“Somos indiscutivelmente o único grupo de pesquisa no mundo que faz rotineiramente esse tipo de medição muito detalhada, especialmente no gelo da Antártica, onde as concentrações desses metais residuais são extremamente baixas”, acrescentou o professor assistente de pesquisa do DRI e coautor do estudo, Nathan Chellman, Ph. D.

Graças a esses avanços, este estudo oferece uma visão mais profunda da história do que era possível anteriormente. Estudos anteriores não conseguiram identificar a poluição por metais pesados ​​que precedeu a era industrial porque era impossível diferenciar entre os metais produzidos por erupções vulcânicas e aqueles produzidos pela atividade humana. Para este estudo, a equipe usou os níveis de tálio registrados no gelo para estimar e subtrair os níveis vulcânicos de fundo de chumbo, bismuto e cádmio, o que lhes permitiu identificar quando começou a poluição de origem humana, bem como a magnitude.

“Descobrimos que os níveis de chumbo, bismuto e cádmio aumentaram após a industrialização em uma ordem de grandeza ou mais”, diz McConnell. “Mas o tálio não mudou realmente, indicando pouca ou nenhuma emissão humana de tálio, então foi isso que nos permitiu usá-lo como um indicador de vulcanismo durante os últimos 2.000 anos.”

McConnell diz que ele e a sua equipe esperam utilizar as técnicas desenvolvidas neste estudo para refinar a compreensão dos níveis de poluição pré-industrial no Ártico, onde a mineração e a metalurgia eram mais pronunciadas muito antes na história da humanidade do que na América do Sul.


Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo Desert Research InstituteNota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.

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Referência do periódico :
Joseph R. McConnell, Nathan J. Chellman, Sophia M. Wensman, Andreas Plach, Charles Stanish, Pamela A. Santibáñez, Sandra O. Brugger, Sabine Eckhardt, Johannes Freitag, Sepp Kipfstuhl, Andreas Stohl. Hemispheric-scale heavy metal pollution from South American and Australian mining and metallurgy during the Common EraScience of The Total Environment, 2024; 912: 169431 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.169431



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