Primera evaluación de la contaminación por metales pesados ​​tóxicos en el hemisferio sur durante los últimos 2.000 años

La actividad humana, desde la quema de combustibles fósiles y chimeneas hasta el polvo contaminado generado por la minería, cambia la atmósfera de la Tierra de innumerables maneras. Los registros de estos impactos a lo largo del tiempo se han conservado en los casquetes polares permanentes, que actúan como una especie de cápsula del tiempo, permitiendo a científicos e historiadores vincular la historia de la Tierra con la de las sociedades humanas. En un nuevo estudio, las capas de hielo de la Antártida han sido contaminadas con plomo y otros metales pesados ​​tóxicos relacionados con las actividades mineras en el hemisferio sur ya en el siglo XIII.

El trabajo está publicado en la revista. Ciencia del medio ambiente total..

«Es muy sorprendente ver evidencia de que las culturas andinas que se remontan a 800 años atrás y más tarde la minería y la metalurgia colonial española han producido una contaminación por plomo que puede detectarse a 9.000 kilómetros de distancia en la Antártida», dijo Joe McConnell, profesor investigador de hidrología. Desert Research Institute (DRI) y autor principal del estudio.

El equipo de McConnell en DRI dirigió la investigación, junto con colaboradores en Noruega, Austria, Alemania y Florida. Esta es la primera vez que los científicos evalúan el impacto humano en la contaminación por plomo en la Antártida hace más de 2.000 años. Esta es la primera evaluación detallada de la contaminación por talio, bismuto y cadmio. Junto con el plomo, estos metales pesados ​​(salvo el bismuto en niveles bajos) se consideran altamente tóxicos y perjudiciales para la salud humana y de los ecosistemas.

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 que se obtuvieron mediante la minería», dijo Charles Stanish, Ph.D., arqueólogo de la Universidad del Sur de Florida y coautor del estudio. El plomo se encuentra principalmente en minerales de plata, y muestras de sedimentos lacustres en la región de Potosí en Bolivia indican emisiones de plomo consistentes con los registros del hielo antártico a lo largo de los siglos XII y XIII.

Después de la llegada de los colonos españoles a América del Sur en 1532, comenzó una contaminación más permanente y constante, 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 disminución significativa 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 de la casa de moneda colonial de Potosí con los datos de los núcleos de hielo y descubrió que se alineaban con una disminución de la contaminación en la Antártida.

«Es bastante sorprendente pensar que una epidemia del siglo XVI en Bolivia cambió la contaminación en la Antártida y en todo el hemisferio sur», dijo la investigadora postdoctoral del DRI y coautora del estudio, Sofia Vensman, Ph.D.

«Aunque la ubicación remota de la Antártida, a miles de kilómetros de América del Sur y Australia, significa que sólo una pequeña cantidad de contaminantes se deposita y conserva en el hielo, los registros fechados con precisión, año tras año, brindan información sobre cómo y cuándo los contaminantes humanos afectan la todo el hemisferio», coautor de la Universidad de Viena y Atmos. Modelador Andreas Stoll, Ph.D.

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

El estudio fue 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 equipos para detectar trazas de metales en el hielo y la nieve. McConnell y su equipo han desarrollado sus técnicas para aumentar la comprensión científica de cómo los humanos han influido en el clima de la Tierra a lo largo de décadas y rastrear plagas y guerras históricas utilizando cambios en los niveles de contaminación de Groenlandia.

«Podemos decir que somos el único grupo de investigación en el mundo que realiza rutinariamente este tipo de mediciones detalladas, especialmente dadas las concentraciones extremadamente bajas de estos metales traza en el hielo antártico», añadió Nathan Chelman, profesor asistente de investigación del DRI y coautor del estudio. Doctor.

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 ​​antes de la era industrial porque era imposible distinguir 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 deducir los niveles de fondo volcánico de plomo, bismuto y cadmio, lo que les permitió identificar cuándo y cuánta contaminación de origen humano comenzó.

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

McConnell espera utilizar las técnicas que él y su equipo desarrollaron en este estudio para reconstruir los niveles de contaminación preindustriales en el Ártico, donde la minería y la metalurgia eran evidentes mucho antes en la historia de la humanidad que en América del Sur.