Première preuve à long terme de la pollution microplastique des couches d’eau profonde de l’océan ouvert

Pour la première fois, des scientifiques de l’Institut Leibniz pour la recherche sur la mer Baltique Warnemünde (IOW) ont analysé une série d’échantillons à long terme sur la pollution microplastique dans l’Atlantique Nord-Est à partir de 2000 m de profondeur d’eau en ce qui concerne le nombre, la taille, la masse, le matériau et l’origine possible des particules. Des échantillons ont été collectés entre 2003 et 2015 dans le bassin de Madère par un piège à sédiments. Le type de plastique et la quantité de particules variaient considérablement, mais représentaient jusqu’à 8 % du flux total de particules. Les matières plastiques les plus courantes étaient le polyéthylène et le PVC. Les résultats fournissent des informations sur la variabilité temporelle des microplastiques qui coulent et donc une première approche pour comprendre leur devenir dans l’océan.

Peu de polluants environnementaux anthropiques, tant sur terre que dans l’eau, sont aussi répandus que les microplastiques. Et bien qu’il existe des preuves de microplastiques dans presque tous les écosystèmes – même s’ils sont aussi éloignés que l’Arctique ou les sédiments des grands fonds marins – des lacunes majeures dans les connaissances existent sur leur origine, leur devenir et leur variabilité temporelle. C’est notamment le cas des océans.

« Pourtant, les microplastiques sont dangereux pour l’environnement marin à bien des égards », déclare Janika Reineccius de l’OIEau, auteur principal de l’étude récemment publiée sur l’observation à long terme de la pollution microplastique dans les couches d’eau profonde de l’Atlantique nord-est ouvert. « Les microplastiques peuvent adsorber certaines toxines et les transporter sur de longues distances, à la fois horizontalement et verticalement. Une grande variété d’organismes ingèrent de telles particules » empoisonnées « , ce qui, en plus, peut limiter considérablement la consommation d’aliments nutritifs », explique le chercheur. .

« De plus, tous les microplastiques ne sont pas identiques », ajoute la co-auteur Joanna Waniek. « Pour mieux comprendre à quelle vitesse et combien de microplastiques coulent à travers la colonne d’eau dans les profondeurs de l’océan, nous devons étudier non seulement la taille des particules, mais aussi de quel matériau les particules sont faites. Il existe une énorme gamme de produits chimiques et propriétés physiques qui influencent à la fois le comportement d’enfoncement et la durée de vie des particules. Ceci, à son tour, influence de manière décisive le temps de séjour dans la colonne d’eau et donc la disponibilité pour la faune affectée », explique le scientifique de l’IOW. Depuis plus de 20 ans, elle est responsable de l’Observatoire des Açores Kiel 276, ancré au milieu de l’Atlantique Nord-Est, à mi-chemin entre les Açores et l’île de Madère. En plus de nombreux instruments, qui mesurent un large éventail de paramètres océanographiques chimiques et physiques, des pièges à sédiments sont également fixés à la ligne d’amarrage de 5,2 km de long pour collecter les particules qui coulent à différentes profondeurs.

Dans la présente étude, les deux chercheurs de l’IOW ont analysé pour la première fois une série chronologique de matériaux de pièges à sédiments à une profondeur d’eau de 2000 m, qui ont été collectés par Kiel 276 entre 2003 et 2015. Des microplastiques ont été détectés dans chacun des 110 échantillons examinés. La quantité, le type de plastique et les vitesses de transport vertical varient considérablement : entre 1 et environ 3000 particules de plastique tombent dans les profondeurs de l’Atlantique par jour et par m², ce qui correspond à une masse de 0,0001 à près de 2 mg par jour et par m².

« Extrapolé à l’ensemble de l’Atlantique, cela équivaut à un apport d’environ 5,4 millions de tonnes par an », explique Janika Reineccius. « La quantité maximale de microplastiques peut représenter jusqu’à 8 % du matériau total qui coule », ajoute Joanna Waniek.

Les deux scientifiques ont trouvé principalement de très petites particules, principalement inférieures à 0,1 mm. À l’aide de la spectroscopie Raman, ils ont détecté les types de plastique suivants : polyéthylène, polychlorure de vinyle (PVC), polypropylène, polystyrène, polyéthylène téréphtalate (PET), plexiglas, polyamide, téflon et copolymères de polyéthylène et de polypropylène. Entre les années d’échantillonnage, la composition des polymères a considérablement changé, mais le polyéthylène a toujours dominé (un bon 70 % de la quantité de tous les échantillons) et le PVC (environ 20 % de la quantité totale) était le deuxième plus courant ; tous les autres polymères n’étaient présents qu’en quantités extrêmement faibles.

La quantité de particules de polyéthylène était clairement corrélée à la présence accrue de minuscules particules lithogéniques. En raison de leur teneur en terres rares spéciales, les chercheurs supposent que les particules – poussière de roche et plastique – ont été transportées via l’atmosphère depuis le nord-est de l’Afrique et les régions environnantes. Aucune corrélation correspondante n’a pu être établie pour le PVC, le deuxième polymère le plus courant. Au lieu de cela, une dépendance saisonnière avec des apports élevés en hiver et des quantités significativement plus faibles en été a été constatée. Cela pourrait être dû à des facteurs saisonniers tels que la stratification de la colonne d’eau, les vents, les courants ou les précipitations, selon les auteurs.

« Pour identifier plus de modèles et comprendre plus clairement les processus, l’échantillonnage à long terme doit absolument être poursuivi. Et en fait, nous avons également besoin de stations d’échantillonnage à plus long terme », déclarent Janika Reineccius et Joanna Waniek. « Notre analyse est la première étude au monde à montrer une série chronologique de pollution microplastique marine et constitue donc une première étape très importante pour comprendre l’origine et les voies de transport de différents microplastiques dans les profondeurs de l’océan ouvert. »

La recherche a été publiée dans Pollution environnementale.

Fourni par Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde