ERC/GMOS (Global Mercury Observation System)

Le mercure est un polluant dont les émissions anthropiques dépassent les émissions naturelles d’un facteur cinq. Les émissions anthropiques par les centrales de charbon, la métallurgie, etc., ainsi que les émissions naturelles par les volcans et les sols terrestres sont principalement sous forme de mercure élémentaire gazeuse, Hg0(g) (GEM). Ce GEM a un temps de résidence dans l’atmosphère d’environ un an. L’oxydation du GEM dans l’atmosphère produit des composés du « mercure gazeux oxydé » (GOM, HgCl2, HgO, HgBr2(g)). Le GOM est adsorbé facilement aux surfaces d’aérosols pour devenir du mercure particulaire (HgP). Le GOM et le HgP ont des temps de résidences courts dans l’atmosphère, de l’ordre de quelques jours, et se déposent rapidement sur les surfaces continentales et marines. Une fois déposé, le mercure anthropique et naturel est susceptible de contaminer les écosystèmes terrestres et marins.

Malgré trente ans de recherche du cycle biogéochimique de mercure, des lacunes importantes persistent. L’oxydation du GEM en GOM a majoritairement lieu dans la troposphère et la stratosphère. Or la dynamique de l’oxydation reste mal comprise car l’oxydant principal est inconnu. Cela peut être des radicaux halogénés, l’ozone ou encore l’hydroxyle. Si les modèles de circulation et de chimie du mercure à l’échelle globale visent a lier les émissions anthropiques du mercure aux dépôts atmosphériques, ils manquent surtout d’observations sur l’oxydation dans la haute atmosphère, qui est la transformation clé.

Dans le cadre du projet ERC Starting Grant « MERCURY ISOTOPES », le GET a équipé le Pic du Midi avec des capteurs in situ et automatique pour observer les trois formes chimiques du mercure dans l’atmosphère : GEM, GOM, HgP. Le site fait parti du réseau GMOS (Global Mercury Observation System). Dans le cadre du projet ERC, des méthodes de prélèvement ont été développées pour analyser les signatures isotopiques du mercure. Ces signatures donnent de l’information supplémentaire sur l’origine du mercure et ses transformations dans l’environnement.

ERC/GMOS a été opérationnel au Pic du Midi de 2011 à 2015. C’est ainsi le premier site de haute altitude de suivi en continu de la spéciation du mercure en Europe. Les objectifs scientifiques sont 1) renforcer le réseau GMOS par une observation de fond du GEM en Europe, 2) d’observer la relation entre GEM et GOM dans les masses d’air troposphériques afin de mieux comprendre l’oxydation du GEM dans l’haute atmosphère, et 3) de corréler les signatures isotopiques du GEM des différents masses d’air avec des marqueurs connus comme le rapport Hg/CO.

Figure : Variations des formes chimiques du mercure dans l’atmosphère : GEM (ng/m3), GOM (pg/m3), HgP (pg/m3). Pendant la nuit une intrusion tropo-sphérique descends sur le Pic du Midi, avec des teneurs en ozone et GOM plus fortes.

Contact :
Jeroen Sonke (GET - 05 61 33 26 06)
Groupe Mercure au GET : http://www.lmtg.obs-mip.fr/equipements/Plateformes-Techniques/groupemercure

Voir en ligne : Global Mercury Observation System