Evalúan la contaminación antropogénica por metales pesados ​​tóxicos en la Antártida durante los últimos 2.000 años

La actividad humana, desde la quema de combustibles fósiles y chimeneas hasta el polvo contaminado producido por la minería, altera la atmósfera de la Tierra de innumerables maneras.

Los registros de estos impactos a lo largo del tiempo se conservan en el hielo polar eterno que sirve como una especie de cápsula del tiempo, que permite a los científicos e historiadores vincular la historia de la Tierra con la de las sociedades humanas.

Los núcleos de hielo de la Antártida contienen registros de la contaminación natural y humana

En un nuevo estudio, los núcleos de hielo de la Antártida muestran que el plomo y otros metales pesados tóxicos relacionados con las actividades mineras contaminaron el hemisferio sur ya en el siglo XIII.

"Ver evidencia de que las primeras culturas andinas de hace 800 años, y más tarde la minería y la metalurgia colonial española, parecen haber causado una contaminación detectable por plomo a 9.000 kilómetros de distancia, en la Antártida, es bastante sorprendente", dijo Joe McConnell, Ph.D., profesor investigador de hidrología en DRI y autor principal del estudio.

El estudio, publicado el 30 de diciembre de 2023 en la revista Science of the Total Environment, fue dirigido por el equipo de McConnell en DRI junto con colaboradores en Noruega, Austria y Alemania, así como en Florida.

También es la primera evaluación detallada de la contaminación por talio, bismuto y cadmio. Además del plomo, estos metales pesados (salvo el bismuto en niveles bajos) se consideran altamente tóxicos y perjudiciales para la salud humana y de los ecosistemas.

Salto en la contaminación antropogénica: año 1200 de nuestra era

El equipo descubrió que el primer aumento de contaminantes de metales pesados, específicamente plomo, comenzó alrededor del año 1200, coincidiendo con el establecimiento de comunidades urbanas por parte del pueblo chimú en la costa norte de América del Sur.

"Estos asentamientos requirieron grandes cantidades de plata y otros metales obtenidos a través de la minería", dijo el arqueólogo y coautor del estudio de la Universidad del Sur de Florida, Charles Stanish, Ph.D.

El plomo se encuentra a menudo en minerales de plata, y muestras de sedimentos lacustres en la región de Potosí en Bolivia también sugieren emisiones de plomo a lo largo de los siglos XII y XIII, en concordancia con los registros del hielo antártico.

Llegan los españoles a América

Una contaminación más duradera y constante comenzó poco después de la llegada de los colonos españoles a América del Sur en 1532, cuando Potosí se convirtió en el principal suministro de plata para el Imperio español y la mayor fuente de plata del mundo.

Los registros del hielo muestran una marcada disminución en la contaminación por plomo entre aproximadamente 1585 y 1591, cuando graves epidemias devastaron las comunidades andinas. El equipo pudo comparar los registros de plata en la Casa de la Moneda Colonial en Potosí con los datos de los núcleos de hielo y descubrió que se alineaban con la caída de la contaminación en la Antártida.

"Es bastante sorprendente pensar que una epidemia del siglo XVI en Bolivia alteró la contaminación en la Antártida y en todo el hemisferio sur", dijo la investigadora postdoctoral de DRI y coautora del estudio, Sophia Wensman, Ph.D.

"Aunque la ubicación remota de la Antártida a miles de kilómetros de América del Sur y Australia significa que sólo se depositan y conservan en el hielo trazas de contaminantes, los registros fechados con precisión, año tras año, pueden dar una idea de cómo y cuándo los contaminantes humanos impactaron todo el hemisferio", añadió el coautor y modelador atmosférico, Andreas Stohl, Ph.D., de la Universidad de Viena.

Aumento de la contaminación pesada en la industrialización

Como era de esperar, los contaminantes aumentaron significativamente después de la industrialización, con grandes picos al inicio de la minería de plomo en Australia a finales del siglo XIX. También hay marcadas disminuciones en los registros correspondientes tanto a las Guerras Mundiales como a la Gran Depresión, lo que demuestra los impactos mundiales de las actividades industriales y los acontecimientos políticos en el hemisferio norte.

El estudio es el resultado del análisis de cinco núcleos de hielo diferentes extraídos de la capa de hielo de la Antártida Oriental en el Ice Core Lab de DRI, una instalación única con instrumentos capaces de detectar trazas de metales en el hielo y la nieve. McConnell y su equipo han perfeccionado sus técnicas durante décadas para avanzar en la comprensión científica de cómo los humanos han impactado la atmósfera de la Tierra a lo largo del tiempo y han rastreado plagas y guerras históricas utilizando cambios en los niveles de contaminación de Groenlandia.

"Somos posiblemente el único grupo de investigación en el mundo que realiza de forma rutinaria este tipo de mediciones muy detalladas, especialmente en el hielo antártico, donde las concentraciones de estos metales traza son extremadamente bajas", añadió el profesor asistente de investigación del DRI y coautor del estudio Nathan Chellman, Ph. D.

Gracias a estos avances, este estudio ofrece una mirada más profunda a la historia de lo que antes era posible. Estudios anteriores no pudieron identificar la contaminación por metales pesados que precedió a la era industrial porque era imposible diferenciar entre los metales producidos por las erupciones volcánicas y los producidos por la actividad humana. Para este estudio, el equipo utilizó los niveles de talio registrados en el hielo para estimar y restar los niveles de fondo volcánico de plomo, bismuto y cadmio, lo que les permitió identificar cuándo comenzó la contaminación de origen humano, así como la magnitud.

"Descubrimos que los niveles de plomo, bismuto y cadmio aumentaron después de la industrialización en un orden de magnitud o más", dice McConnell. "Pero el talio realmente no cambió en absoluto, lo que indica pocas o ninguna emisión humana de talio, por lo que eso fue lo que nos permitió usarlo como indicador del vulcanismo durante los últimos 2.000 años".

Referencia

Hemispheric-scale heavy metal pollution from South American and Australian mining and metallurgy during the Common Era. Joseph R. McConnell et al, 2024. Science of The Total Environment.