Depuis les années 1960, l'Amérique du Sud (Brésil, Paraguay, etc.) connaît une « Révolution verte » qui transforme progressivement des prairies et des forêts naturelles en cultures intensives. Ces terres cultivées deviennent alors plus vulnérables à l'érosion, qui, en augmentant, perturbe les systèmes hydrologiques situés en aval (envasement). Or il n'existe aujourd'hui que peu de données quantitatives sur ces processus d'érosion et le débat fait rage concernant leur ampleur au sein de la communauté scientifique et parmi les agriculteurs.
C'est pourquoi des scientifiques proposent d'utiliser un traceur : le césium 137 (137Cs) des essais nucléaires atmosphériques. Cet isotope radioactif a été déposé sur les sols au cours des années 1960 et s'est fixé rapidement et de manière quasiment irréversible aux particules d'argile. La comparaison entre sols érodés et « intacts » permettra de reconstruire a posteriori les taux d'érosion depuis 60 ans.
À cette fin, il faut commencer par établir la carte la plus précise possible des retombées de césium 137. Pour cela, il existe 96 sites de référence en Amérique du Sud – des prairies permanentes sur des surfaces planes – dont les sols ont fait l'objet de mesures de 137Cs depuis les années 1960. Les chercheurs ont synthétisé ces données publiées et leur ont appliqué un traitement statistique utilisant des informations pluviométriques et géographiques (latitude et longitude) afin de reconstruire la carte des dépôts sur tout le sous-continent.
Il est à noter que la distribution spatiale des retombées de 137Cs varie avec la latitude, avec un maximum de la teneur en 137Cs dans la bande de latitude 30-50° Sud, et que les niveaux sont supérieurs à ceux rapportés par l'UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) à partir de mesures atmosphériques. Ces valeurs sont par ailleurs assez élevées pour étudier la redistribution des sols exposés à l'érosion dans la plupart des pays.
La répartition des sites de référence étant inhomogène, les scientifiques ont également déterminé les zones à échantillonner en priorité à l'avenir afin d'améliorer la précision spatiale de la carte des retombées de 137Cs dans les sols (contreforts des Andes, Colombie, Pérou, etc.).
La technique des inventaires de 137Cs permettra de quantifier l'érosion dans les régions abritant des écosystèmes vulnérables, menacés par l'expansion des activités agricoles, en particulier dans le sud du Brésil, en Uruguay, etc. Elle pourrait également avoir de nombreuses applications en sciences de la Terre, en pédologie (science des sols) et en climatologie.
Ces travaux ont été menés en collaboration avec des chercheurs de l'Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (INRAE) et des agronomes d'universités du Brésil et d'Uruguay.
UNSCEAR: Sources and effects of ionizing radiation, United Nations Publications, New York, 2000.
