La plus grande catastrophe nucléaire de l’histoire s’est produite il y a plus de 30 ans à la centrale nucléaire de Tchernobyl, dans ce qui était alors l’Union soviétique. La fusion, les explosions et le feu nucléaire qui a brûlé pendant 10 jours ont injecté d’énormes quantités de radioactivité dans l’atmosphère et contaminé de vastes zones d’Europe et d’Eurasie. L’Agence internationale de l’énergie atomique estime que Tchernobyl a libéré 400 fois plus de radioactivité dans l’atmosphère que la bombe larguée sur Hiroshima en 1945.
Le césium radioactif de Tchernobyl peut encore être détecté dans certains produits alimentaires aujourd’hui. Et dans certaines régions d’Europe centrale, orientale et septentrionale, de nombreux animaux, plantes et champignons contiennent encore tellement de radioactivité qu’ils sont dangereux pour la consommation humaine.
La première bombe atomique a explosé à Alamogordo, au Nouveau-Mexique, il y a plus de 70 ans. Depuis, plus de 2 000 bombes atomiques ont été testées, injectant des matériaux radioactifs dans l’atmosphère. Et plus de 200 accidents, petits et grands, se sont produits dans des installations nucléaires. Mais les experts et les groupes de défense des droits débattent toujours avec acharnement des conséquences de la radioactivité sur la santé et l’environnement.
Cependant, au cours de la dernière décennie, les biologistes des populations ont fait des progrès considérables pour documenter la façon dont la radioactivité affecte les plantes, les animaux et les microbes. Mes collègues et moi avons analysé ces impacts à Tchernobyl, Fukushimaet dans les régions naturellement radioactives de la planète.
Nos études apportent de nouvelles connaissances fondamentales sur les conséquences d’une exposition chronique et multigénérationnelle à de faibles doses de rayonnements ionisants. Plus important encore, nous avons constaté que les organismes individuels sont blessés par les rayonnements de diverses manières. Les effets cumulatifs de ces blessures entraînent une diminution de la taille des populations et une réduction de la biodiversité dans les zones à haut rayonnement.
Les impacts étendus à Tchernobyl
L’exposition aux rayonnements a causé des dommages génétiqueset une augmentation des taux de mutation chez de nombreux organismes dans la région de Tchernobyl. Jusqu’à présent, nous avons trouvé peu de preuves convaincantes que de nombreux organismes de cette région évoluent pour devenir plus résistants aux radiations.
L’histoire évolutive des organismes peut jouer un rôle important dans la détermination de leur vulnérabilité aux rayonnements. Dans nos études, les espèces qui ont historiquement montré des taux de mutation élevés, comme l’hirondelle rustique (Hirundo rustica), la fauvette ictéroïde (Hippolais icterina) et la fauvette grisette (Sylvia atricapilla), sont parmi les plus susceptibles de montrer des déclins de population à Tchernobyl. Notre hypothèse est que les espèces diffèrent dans leur capacité à réparer l’ADN, et que cela affecte à la fois les taux de substitution de l’ADN et la susceptibilité aux radiations de Tchernobyl.
Comme les survivants humains des bombes atomiques d’Hiroshima et de Nagasaki, les oiseaux et les mammifères de Tchernobyl ont des cataractes dans les yeux et des cerveaux plus petits. Ce sont les conséquences directes de l’exposition aux rayonnements ionisants présents dans l’air, l’eau et la nourriture. Comme certains patients cancéreux soumis à une radiothérapie, de nombreux oiseaux ont des spermatozoïdes malformés. Dans les zones les plus radioactives, jusqu’à 40 % des oiseaux mâles sont complètement stériles, sans sperme ou avec seulement quelques spermatozoïdes morts dans leur appareil reproducteur pendant la saison de reproduction.
Des tumeurs, vraisemblablement cancéreuses, sont évidentes sur certains oiseaux dans les zones à forte radioactivité. De même que des anomalies de développement chez certaines plantes et insectes.
Vu les preuves accablantes de dommages et de lésions génétiques chez les individus, il n’est pas surprenant que les populations de nombreux organismes dans les zones hautement contaminées aient diminué. À Tchernobyl, tous les principaux groupes d’animaux que nous avons étudiés étaient moins abondants dans les zones plus radioactives. Cela inclut les oiseaux, les papillons, les libellules, les abeilles, les sauterelles, les araignées et les grands et petits mammifères.
Toutes les espèces ne présentent pas le même schéma de déclin. De nombreuses espèces, dont les loups, ne montrent aucun effet des radiations sur la densité de leur population. Quelques espèces d’oiseaux semblent être plus abondantes dans les zones plus radioactives. Dans les deux cas, les chiffres plus élevés peuvent refléter le fait qu’il y a moins de concurrents ou de prédateurs pour ces espèces dans les zones hautement radioactives.
En outre, de vastes zones de la zone d’exclusion de Tchernobyl ne sont actuellement pas fortement contaminées et semblent constituer un refuge pour de nombreuses espèces. Un rapport publié en 2015 a décrit des animaux gibiers tels que le sanglier et l’élan comme prospérant dans l’écosystème de Tchernobyl. Mais presque toutes les conséquences documentées des radiations à Tchernobyl et à Fukushima ont constaté que les organismes individuels exposés aux radiations subissent de graves dommages.
Il peut y avoir des exceptions. Par exemple, des substances appelées antioxydants peuvent se défendre contre les dommages causés à l’ADN, aux protéines et aux lipides par les rayonnements ionisants. Les niveaux d’antioxydants que les individus ont à leur disposition dans leur corps peuvent jouer un rôle important dans la réduction des dommages causés par les rayonnements. Il existe des preuves que certains oiseaux peuvent s’être adaptés aux rayonnements en modifiant la façon dont ils utilisent les antioxydants dans leur organisme.
Parallèles à Fukushima
Nous avons testé la validité de nos études sur Tchernobyl en les répétant à Fukushima, au Japon. La perte de puissance et la fusion du cœur de trois réacteurs nucléaires en 2011 y ont libéré environ un dixième de la quantité de matières radioactives de la catastrophe de Tchernobyl.
Dans l’ensemble, nous avons constaté des schémas similaires de déclin de l’abondance et de la diversité des oiseaux, bien que certaines espèces soient plus sensibles aux radiations que d’autres. Nous avons également constaté des déclins chez certains insectes, comme les papillons, qui peuvent refléter l’accumulation de mutations nuisibles sur plusieurs générations.
Nos études à Fukushima ont bénéficié d’analyses plus sophistiquées des doses de rayonnement reçues par les animaux. Dans un article, nous nous sommes associés à des radioécologistes pour reconstituer les doses reçues par environ 7 000 oiseaux. Les parallèles que nous avons trouvés entre Tchernobyl et Fukushima fournissent des preuves solides que les radiations sont la cause sous-jacente des effets que nous avons observés dans les deux endroits.
Certains membres de la communauté de réglementation des radiations ont été lents à reconnaître comment les accidents nucléaires ont nui à la faune. Par exemple, le Forum Tchernobyl, parrainé par l’ONU, a été l’instigateur de la notion selon laquelle l’accident a eu un impact positif sur les organismes vivants dans la zone d’exclusion en raison de l’absence d’activités humaines. Un rapport de 2013 du Comité scientifique des Nations unies pour l’étude des effets des rayonnements atomiques prévoit des conséquences minimes sur la vie animale et végétale du biote de la région de Fukushima.
Malheureusement, ces évaluations officielles étaient en grande partie fondées sur des prédictions issues de modèles théoriques, et non sur des observations empiriques directes des plantes et des animaux vivant dans ces régions. Sur la base de nos recherches, et de celles d’autres personnes, on sait maintenant que les animaux vivant dans toute la gamme de stress de la nature sont beaucoup plus sensibles aux effets des radiations qu’on ne le pensait auparavant. Bien que les études de terrain manquent parfois des cadres contrôlés nécessaires à une expérimentation scientifique précise, elles compensent cela par une description plus réaliste des processus naturels.
Notre insistance à documenter les effets des radiations dans des conditions « naturelles » en utilisant des organismes sauvages a permis de faire de nombreuses découvertes qui nous aideront à nous préparer au prochain accident nucléaire ou acte de terrorisme nucléaire. Ces informations sont absolument nécessaires si nous voulons protéger l’environnement non seulement pour l’homme, mais aussi pour les organismes vivants et les services écosystémiques qui soutiennent toute vie sur cette planète.
Il y a actuellement plus de 400 réacteurs nucléaires en exploitation dans le monde, 65 nouveaux sont en construction et 165 autres sont en commande ou prévus. Toutes les centrales nucléaires en activité génèrent de grandes quantités de déchets nucléaires qui devront être stockés pendant des milliers d’années. Compte tenu de cela, et de la probabilité de futurs accidents ou de terrorisme nucléaire, il est important que les scientifiques en apprennent le plus possible sur les effets de ces contaminants dans l’environnement, à la fois pour remédier aux effets de futurs incidents et pour une évaluation des risques fondée sur des preuves et l’élaboration de politiques énergétiques.