L'arrivée des Espagnols en Amérique du Sud à la fin du XVIe siècle annonça la destruction du puissant empire Inca et provoqua une augmentation des niveaux de pollution atmosphérique qui ne fut dépassée qu'au XXe siècle.
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Les résultats proviennent de l'analyse d'éléments traces dans un échantillon de base prélevé en 2003 dans la calotte glaciaire de Quelccaya au Pérou. La glace des glaciers et des calottes glaciaires comme Quelccaya s'accumulent en couches contenant chacune des traces d'éléments de l'atmosphère. Un forage en profondeur dans un glacier et l'extraction d'une colonne de glace permettent aux scientifiques d'analyser les éléments des couches et de créer un enregistrement des facteurs environnementaux tels que le climat et la pollution.
Paolo Gabrielli de l’Ohio State University et ses collègues ont mesuré divers oligo-éléments - notamment le plomb, le bismuth et l’arsenic - dans le noyau de Quelccaya pour retracer l’histoire de l’exploitation minière et de la métallurgie en Amérique du Sud de 793 à 1989. atmosphère lors de l'extraction et du raffinage de divers métaux. Pour vérifier les données sur les carottes de glace, l'équipe les a comparées à d'autres types de relevés environnementaux, tels que la tourbe collectée dans la Terre de Feu au large de la pointe sud de l'Amérique du Sud et la neige provenant de la région de Coats Land en Antarctique. La recherche figure aujourd'hui dans les Actes de la National Academy of Sciences .
Les teneurs en oligo-éléments étaient faibles et généralement stables avant la montée de l'empire inca au milieu du XIIIe siècle. Il y avait quelques exceptions, mais les chercheurs attribuent celles-ci aux éruptions volcaniques dans les Andes. Vers 1480, survint le premier grand pic que l’on puisse attribuer à l’être humain: un bond des niveaux de bismuth dans la glace. A cette époque, l'empire Inca était en expansion et l'Inca commença à utiliser des dépôts de bismuth pour fabriquer un nouveau type d'alliage de bronze. Les archéologues ont trouvé des artefacts fabriqués à partir de ce bronze au bismuth dans la citadelle inca de Machu Picchu.
Ces pièces d'argent espagnoles ont été retrouvées dans un naufrage aux Bahamas au 17ème siècle. (Jeffrey L. Rotman / Corbis) Mais c’est la fin de l’Empire Inca qui a annoncé les plus fortes augmentations de la pollution de l’air avant la révolution industrielle. Après la conquête des Incas par les Espagnols en 1533, les niveaux de chrome, de molybdène, d'antimoine et de plomb ont commencé à augmenter, probablement à cause des efforts espagnols pour exploiter la région à la recherche de métaux. L'argent, par exemple, a été extrait d'un minéral appelé galène argentifère qui contient également du plomb, et le processus de raffinage aurait émis de la poussière chargée de métal.
Les gisements de métaux ont augmenté jusqu'en 1700 environ, puis sont demeurés constants jusqu'en 1830, date à laquelle ils ont commencé à diminuer. Ce modèle correspond à l'histoire sud-américaine: la région a connu une série de guerres d'indépendance au début du 19ème siècle. Au cours de cette période, "les armées rebelles et royalistes ont détruit des machines, tué des animaux de trait, endommagé des mines et des raffineries", notent les chercheurs. "En outre, la rareté du mercure et de la main-d'œuvre nécessaire à la fusion, le manque d'infrastructures de transport, capital, et les politiques fiscales débilitantes ont toutes contribué à la stagnation de l'industrie minière pendant cette période. "
La quantité d'éléments traces dans la carotte de glace a continué de suivre l'histoire de la région, augmentant à une époque où l'on savait que les activités minières augmentaient, comme au début du 20ème siècle. Les scientifiques s'intéressent à ces enregistrements de pollution atmosphérique passée, en partie parce qu’il existe un débat en cours sur ce qui constitue le début de l’Anthropocène, un intervalle de temps géologique proposé, marqué par une augmentation des activités humaines qui ont laissé une marque sur la Terre. Les données contenues dans la carotte de glace de Quelccaya mettent en évidence «la difficulté de définir un début sans équivoque de l’Anthropocène», déclare Gabrielli.
Le début de la révolution industrielle et la pollution résultant de l'augmentation rapide de la combustion de combustibles fossiles ont été suggérés comme un début possible pour l'Anthropocène. Mais d'autres époques ont également laissé des traces. Le plomb provenant de l'extraction et de l'affinage des métaux au cours des périodes grecque, romaine et médiévale a été découvert dans les carottes de glace du Groenland, par exemple.
Cela suggère «que cette nouvelle époque a émergé de manière discontinue à travers l'espace et le temps au cours de l'histoire de l'humanité», dit Gabrielli. "En d'autres termes, nos données contestent le concept de l'apparition de l'Anthropocène en tant que discontinuité globale synchrone dans l'enregistrement géologique mondial."
( Note de la rédaction: cet article a été mis à jour pour corriger le siècle au cours duquel les Espagnols sont arrivés en Amérique du Sud. )
