1 656 gigagrammes. C'est, selon la synthèse publiée par Paul Schuster et ses coauteurs dans Geophysical Research Letters en 2018, la masse totale de mercure stockée dans les sols du pergélisol de l'hémisphère Nord. En volume métallique, cela représente environ 32 millions de litres, soit une cinquantaine de piscines olympiques remplies à ras bord. Je rappelle ce chiffre parce qu'il mérite d'être posé à plat avant toute discussion : quand on dit que le pergélisol est le plus grand réservoir planétaire de mercure, ce n'est pas une formule journalistique. C'est presque deux fois la quantité de mercure contenue dans tous les autres sols, tous les océans et l'atmosphère réunis. À l'époque où je potassais mes premiers cours de chimie au lycée, aux lendemains de la canicule de 2003, personne ne parlait du pergélisol comme d'un problème de métaux lourds. Il a fallu Schuster 2018 pour que la communauté se réveille.
Un inventaire qui change la façon de compter#
Pour approfondir ce sujet, consultez notre article sur Banquise arctique : pic hivernal au plus bas pour la deuxième année….
La distinction entre deux chiffres est importante, et je la pose tout de suite parce que la littérature grand public a tendance à les confondre. 1 656 Gg, c'est le total mercure de l'ensemble des sols du pergélisol, couche active comprise. 793 Gg, c'est la fraction qui se trouve dans la couche strictement gelée en permanence, soit environ 15 millions de litres ou l'équivalent de 23 piscines olympiques. Quand on parle de "la bombe qui dort", c'est ce second chiffre qui est pertinent, parce que c'est lui qui est immobilisé tant que la glace tient. L'autre partie, elle, circule déjà, au gré des dégels saisonniers.
Pour donner un ordre de grandeur qui parle aux lecteurs non-climatologues, Schuster avance une comparaison avec les émissions humaines. Le pergélisol contient environ dix fois la totalité du mercure libéré par la combustion du charbon, l'incinération de déchets et l'orpaillage sur les trente dernières années. Dix fois. Et ce mercure n'est pas réparti uniformément : les zones couvertes de pergélisol occupent 22,79 millions de km², soit environ 24 % de la surface terrestre de l'hémisphère Nord, et plus de trois millions de personnes vivent sur ou à proximité directe de ces terrains, selon un rapport de l'USC Dornsife publié en 2024.
La raison pour laquelle ces sols sont chargés tient à une chronique atmosphérique longue. Le mercure atmosphérique, qu'il soit d'origine volcanique, industrielle ou minière, se dépose sur les mousses et les végétaux de la toundra. Ces végétaux meurent, se décomposent lentement à cause du froid, et le carbone organique qui les constitue se lie au mercure. La glace maintient le tout en place. Le pergélisol est donc un livre comptable du mercure atmosphérique depuis des dizaines de milliers d'années, tenu à jour par le froid.
Ce que dit le Yukon#
Le bassin versant du Yukon, en Alaska et au Canada, est le laboratoire grandeur nature qui a fourni les données les plus frappantes. Selon Radio-Canada qui relayait en 2018 les résultats de l'équipe de Schuster, la concentration de mercure dans le Yukon pourrait atteindre 33 fois celle des cours d'eau mondiaux sur plusieurs décennies. Je qualifie ce chiffre parce qu'il est arrivé dans le débat public par un relai médiatique avant d'être accessible dans la source primaire, et parce qu'il correspond à une projection, pas à une mesure actuelle.
L'étude de référence sur les projections est signée Schaefer et Elshorbany, parue en 2020 dans Nature Communications. Elle fait tourner deux scénarios RCP (Representative Concentration Pathways, les trajectoires d'émissions utilisées par le GIEC) sur les poissons du Yukon. Dans le scénario RCP 8.5, qui correspond à des émissions anthropiques élevées et continues, les concentrations de mercure dans les poissons dépassent le critère de l'EPA (l'agence américaine de protection de l'environnement) dès 2050, et doublent d'ici 2100. Dans le scénario RCP 4.5, plus modéré, la hausse se limite à +14 %, et le critère de l'EPA n'est pas dépassé avant 2300. Le delta entre ces deux trajectoires est vertigineux et il rappelle, une fois de plus, que l'ampleur des décisions d'atténuation se mesure sur les métaux autant que sur le CO2.
Horizon 2200, toujours selon Schaefer, les émissions de mercure issues du dégel pergélisol au niveau mondial pourraient atteindre l'équivalent des émissions anthropiques actuelles. Autrement dit, le dégel deviendrait une source aussi importante que l'ensemble de l'industrie humaine telle qu'elle tourne aujourd'hui. Ce n'est pas une prédiction, c'est une projection conditionnée à des hypothèses d'émissions, et je tiens à ne pas la vendre comme une fatalité. Elle indique un ordre de grandeur que les modèles de chimie globale du mercure n'intègrent pas encore pleinement, à la manière dont ils n'intègrent pas non plus d'autres boucles de rétroaction cryosphériques. J'en ai parlé il y a peu à propos du méthane océanique oxique absent des modèles CMIP6 : le cas du mercure pergélisol est le même type d'angle mort, à l'échelle des sols cette fois.
Les mesures sédimentaires viennent confirmer que l'alerte n'est pas théorique. L'étude USC Dornsife de 2024, conduite avec le Conseil intertribal du bassin versant du Yukon, relève des teneurs de 49 ng/g de mercure dans les sédiments proches de Huslia et 39 ng/g près de Beaver. Ces valeurs sont préoccupantes pour la contamination future de l'eau, pas encore pour la qualité de l'eau courante. C'est une nuance qu'Isabel Smith, l'autrice principale, a tenu à préciser publiquement : les niveaux dans l'eau du Yukon ne sont pas encore élevés aujourd'hui. Le risque est logé dans les sédiments, et il se matérialisera à mesure que l'érosion fluviale remettra ces couches en circulation. Je préfère être précis sur ce point plutôt que de jouer la carte du catastrophisme, parce qu'on a plus besoin de trajectoires claires que d'alarmes indifférenciées.
La méthylation, ou pourquoi le dégel transforme un métal en poison#
Le mercure métallique, piégé dans la glace, est relativement inerte. Ce qui rend son dégel dangereux, c'est une réaction chimique qui se produit uniquement dans certaines conditions : la méthylation. Quand le pergélisol fond, l'eau stagne dans des dépressions, les sols s'effondrent en zones humides anaérobies, et des bactéries réductrices de sulfates ou de fer, accompagnées de méthanogènes, transforment le mercure inorganique en méthylmercure (MeHg). Ce méthylmercure est la forme qui s'accumule dans la chaîne alimentaire et qui attaque le système nerveux.
Une étude publiée en 2021 dans PMC, portant sur la Fennoscandie subarctique, quantifie le phénomène : les fens effondrés (zones de dégel saturées en eau) contiennent environ dix fois plus de méthylmercure que les plateaux encore gelés, avec un ratio qui grimpe à treize fois quand on compare les pourcentages. C'est une multiplication par un ordre de grandeur. Et elle est conditionnée : la méthylation ne se produit pas dans le pergélisol tant qu'il reste gelé. Ce sont les zones humides post-dégel qui sont les vrais réacteurs. Donc plus le dégel produit de thermokarst (ces effondrements caractéristiques du paysage arctique), plus la méthylation progresse.
La suite du circuit est connue. Selon une synthèse parue dans Nature Reviews en 2022, le flux de mercure qui rejoint l'océan Arctique atteint environ 200 tonnes par an, avec une répartition en plusieurs voies : environ un tiers par dépôt atmosphérique, un quart par les courants marins, un cinquième par les fleuves, un cinquième par l'érosion côtière. L'érosion, c'est précisément ce qu'accélère le dégel du pergélisol littoral. Toujours selon Nature Reviews, les concentrations de mercure dans les espèces alimentaires arctiques sont aujourd'hui dix fois supérieures à leur niveau pré-industriel. Je qualifie cette valeur parce qu'elle vient d'une revue de littérature, pas d'une mesure unique.
Les espèces les plus exposées sont celles qui occupent le haut de la chaîne alimentaire : l'omble chevalier, les bélugas, les phoques, les ours polaires. Et, par ricochet, les populations autochtones qui dépendent de ces animaux pour leur alimentation traditionnelle. Le Conseil intertribal du bassin versant Yukon, partenaire de l'étude USC 2024, porte cette préoccupation depuis des années. La Convention de Minamata, entrée en vigueur en 2017, encadre les émissions industrielles de mercure, mais elle n'avait pas anticipé que le réchauffement puisse ajouter une source naturelle de ce calibre. C'est le genre de trou juridique qui ne se comble qu'avec des décennies de retard.
Ce que les modèles voient mal, et ce qu'il reste à faire#
Selon le groupe AMAP (Arctic Monitoring and Assessment Programme), au moins 30 % du pergélisol de surface pourrait dégeler d'ici 2100. Au moins. Et l'amplification arctique (ce phénomène qui fait chauffer les hautes latitudes environ quatre fois plus vite que la moyenne mondiale) garantit que cette trajectoire reste plus rapide que l'atténuation globale. La synthèse la plus récente que j'aie lue sur le sujet, Malcata Martins et al. dans Science of The Total Environment (Vol. 959, 2025), insiste sur l'hétérogénéité des mesures et sur le fait que les modèles globaux de cycle du mercure sous-estiment encore la contribution du dégel.
Isabel Smith parlait dans son communiqué de 2024 d'une fenêtre d'action de 25 à 75 ans pour ralentir la fonte de façon significative. C'est étroit, et c'est encore plus étroit pour quelqu'un qui travaille sur des trajectoires, parce qu'à l'échelle des cycles géochimiques, ces décennies ne sont rien. Quand je passe du temps sur mes propres fichiers de projection, je construis souvent deux courbes côte à côte : une trajectoire RCP 4.5 et une RCP 8.5, et je mesure l'écart dans la colonne "tonnes de Hg libérées en cumul". L'écart n'est pas symétrique. L'atténuation rapporte plus qu'elle ne coûte, et elle rapporte sur des paramètres auxquels on ne pensait pas au départ.
Ce qui me frappe le plus dans ce dossier, c'est le décalage entre la précision des mesures de sédiments au Yukon et le flou des projections globales. On sait compter le mercure dans un échantillon à quelques nanogrammes près, et on ne sait pas modéliser proprement la quantité qu'il libérera sur le siècle. Ce type de dissymétrie est partout dans la science climatique contemporaine. C'est pour ça qu'il faut continuer de financer les inventaires de terrain, de croiser les disciplines (géochimie, microbiologie, hydrologie, modélisation), et d'écouter les communautés autochtones qui voient les effets avant que les papiers scientifiques ne les documentent. Le mercure pergélisol n'est pas une curiosité d'Arctique. C'est un rappel que la cryosphère ne stocke pas seulement du carbone. Elle stocke aussi ce qu'on a jeté en l'air depuis deux siècles, et elle le rendra à sa manière, à son rythme, dans nos assiettes. Le problème rejoint les effets en chaîne de la fonte de la banquise arctique et, plus largement, les dynamiques de la cryosphère suivies par les glaciologues.
Je finirai par ce que je ferais à la place des décideurs qui lisent ces projections : je traiterais le pergélisol comme un actif de santé publique, pas seulement comme un sujet climat. Cela signifie financer la surveillance du méthylmercure dans les poissons du Yukon, de la Kolyma, de la Lena, coordonner les inventaires via AMAP, et intégrer le dégel comme source émergente dans les mises à jour de la Convention de Minamata. Les traités ne servent à rien s'ils ne suivent pas la géochimie. Et la géochimie, elle, ne nous attendra pas.
Sources#
- Schuster, P. F. et al. (2018). "Permafrost Stores a Globally Significant Amount of Mercury". Geophysical Research Letters. https://nsidc.org/news-analyses/news-stories/scientists-find-massive-reserves-mercury-hidden-permafrost
- Schaefer, K., Elshorbany, Y. et al. (2020). Projections mercure Yukon et émissions pergélisol. Nature Communications. https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/goddard/mercury-concentrations-in-yukon-river-fish-could-surpass-epa-criterion-by-2050/
- Radio-Canada (2018). "Yukon, Alaska : du mercure dans le pergélisol arctique". https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1087277/yukon-alaska-mercure-pergelisol-arctique
- Radio-Canada (2022). "Mercure, pergélisol et nourriture traditionnelle dans l'Arctique". https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1888435/arctique-mercure-pergelisol-nourriture-traditionelle
- Étude méthylation Fennoscandie subarctique (2021). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8277125/
- USC Dornsife / Isabel Smith (2024). "New study warns permafrost thaw along Yukon River could release high levels of mercury". Alaska Public. https://alaskapublic.org/environment/2024-09-23/new-study-warns-permafrost-thaw-along-yukon-river-could-release-high-levels-of-mercury
- Malcata Martins et al. (2025). Science of The Total Environment, Vol. 959.
