L’algue Melosira arctica, qui pousse sous la banquise arctique, contient dix fois plus de particules microplastiques que l’eau de mer environnante. Cette concentration à la base du réseau trophique constitue une menace pour les créatures qui se nourrissent des algues à la surface de la mer. Des amas d’algues mortes transportent également le plastique avec ses polluants particulièrement rapidement dans les profondeurs marines – et peuvent ainsi expliquer les fortes concentrations de microplastiques dans les sédiments. Des chercheurs dirigés par l’Institut Alfred Wegener l’ont maintenant rapporté dans la revue Sciences et technologie de l’environnement.
C’est un élévateur alimentaire pour les animaux des profondeurs marines : l’algue Melosira arctica se développe à un rythme rapide sous la banquise au printemps et en été et y forme des chaînes cellulaires d’un mètre de long. Lorsque les cellules meurent et que la glace à la face inférieure de laquelle elles adhèrent fond, elles se collent pour former des amas qui peuvent couler plusieurs milliers de mètres au fond de la mer profonde en une seule journée. Là, ils forment une importante source de nourriture pour les animaux et les bactéries des fonds marins.
En plus de la nourriture, ces agrégats transportent également une cargaison douteuse dans les profondeurs de l’Arctique : les microplastiques. Une équipe de recherche dirigée par la biologiste Dr. Melanie Bergmann de l’Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI) a maintenant publié ses découvertes.
« Nous avons enfin trouvé une explication plausible pour laquelle nous mesurons toujours les plus grandes quantités de microplastiques dans la zone du bord de la glace, même dans les sédiments des grands fonds », rapporte Melanie Bergmann.
Jusqu’à présent, les chercheurs ne savaient que par des mesures antérieures que les microplastiques se concentrent dans la glace lors de la formation de la banquise et sont libérés dans l’eau environnante lorsqu’elle fond. « La vitesse à laquelle l’algue descend signifie qu’elle tombe presque en ligne droite sous le bord de la glace. La neige marine, en revanche, est plus lente et est poussée latéralement par les courants, elle s’enfonce donc plus loin. Avec le Melosira prenant des microplastiques directement au fond, cela aide à expliquer pourquoi nous mesurons des nombres de microplastiques plus élevés sous la lisière de la glace », explique le biologiste AWI.
Lors d’une expédition avec le navire de recherche Polarstern à l’été 2021, elle et une équipe de recherche ont collecté des échantillons d’algues Melosira et de l’eau environnante à partir de la banquise. Les partenaires de l’Ocean Frontier Institute (OFI), de l’Université Dalhousie et de l’Université de Canterbury les ont ensuite analysés en laboratoire pour déterminer leur teneur en microplastiques. Résultat surprenant : les amas d’algues contenaient en moyenne 31 000 ± 19 000 particules de microplastique par mètre cube, soit environ dix fois la concentration de l’eau environnante.
« Les algues filamenteuses ont une texture visqueuse et collante, de sorte qu’elles collectent potentiellement des microplastiques à partir des dépôts atmosphériques sur la mer, de l’eau de mer elle-même, de la glace environnante et de toute autre source qu’elle traverse. Une fois emprisonnés dans la boue d’algues, ils voyagent comme si dans un ascenseur vers le fond marin, ou sont mangés par des animaux marins », explique Deonie Allen de l’Université de Canterbury et de l’Université de Birmingham, qui fait partie de l’équipe de recherche.
Étant donné que les algues de glace sont une source de nourriture importante pour de nombreux habitants des grands fonds, le microplastique pourrait donc y pénétrer dans le réseau trophique. Mais c’est aussi une importante source de nourriture à la surface de la mer et cela pourrait expliquer pourquoi les microplastiques étaient particulièrement répandus parmi les organismes zooplanctoniques associés à la glace, comme le montre une étude antérieure avec la participation de l’AWI. De cette manière, il peut également entrer dans la chaîne alimentaire ici lorsque le zooplancton est mangé par des poissons tels que la morue polaire et que ceux-ci sont mangés par des oiseaux de mer et des phoques et ceux-ci à leur tour par des ours polaires.
L’analyse détaillée de la composition des plastiques a montré qu’une variété de plastiques différents se trouvent dans l’Arctique, notamment le polyéthylène, le polyester, le polypropylène, le nylon, l’acrylique et bien d’autres. En plus de divers produits chimiques et colorants, cela crée un mélange de substances dont l’impact sur l’environnement et les êtres vivants est difficile à évaluer.
« Les habitants de l’Arctique sont particulièrement dépendants du réseau trophique marin pour leur approvisionnement en protéines, par exemple par la chasse ou la pêche. Cela signifie qu’ils sont également exposés aux microplastiques et aux produits chimiques qu’il contient. Des microplastiques ont déjà été détectés dans les intestins humains, le sang, les veines, les poumons, le placenta et le lait maternel et peuvent provoquer des réactions inflammatoires, mais les conséquences globales n’ont guère été étudiées jusqu’à présent », rapporte Melanie Bergmann.
« Les micro et nano plastiques ont été détectés partout où les scientifiques ont examiné le corps humain et dans une pléthore d’autres espèces. Il est connu qu’il modifie les comportements, la croissance, la fécondité et les taux de mortalité des organismes et de nombreux produits chimiques plastiques sont des toxines connues pour humains », déclare Steve Allen, OFI Dalhousie University, membre de l’équipe de recherche.
Par ailleurs, l’écosystème arctique est déjà menacé par les profonds bouleversements environnementaux provoqués par la crise climatique. Si les organismes sont maintenant exposés en plus aux microplastiques et aux produits chimiques qu’ils contiennent, cela peut les affaiblir davantage.
« Nous avons donc une combinaison de crises planétaires auxquelles nous devons de toute urgence faire face efficacement. Des calculs scientifiques ont montré que le moyen le plus efficace de réduire la pollution plastique est de réduire la production de nouveau plastique », déclare Melanie Bergmann, et ajoute : « Ce devrait donc définitivement être une priorité dans l’accord mondial sur les plastiques qui est actuellement en cours de négociation. » C’est pourquoi Bergmann accompagne également le prochain cycle de négociations, qui débutera à Paris fin mai.
Plus d’information:
Niveaux élevés de microplastiques dans l’algue de glace arctique Melosira arctica, vecteur des réseaux trophiques associés à la glace et benthiques, Sciences et technologie de l’environnement (2023). DOI : 10.1021/acs.est.2c08010