Où vont les microplastiques une fois qu’ils coulent dans l’océan ?

Des chercheurs japonais rapportent avoir mis au point une nouvelle méthode permettant d’analyser plus précisément la répartition des microplastiques dans l’océan à différentes profondeurs. Leurs résultats montrent que la concentration de microplastiques en suspension dans l’océan varie entre 1 000 et 10 000 particules par mètre cube. L’équipe a également découvert que les microplastiques de petite taille coulent au fond de l’océan de deux manières distinctes : certains atteignent une flottabilité quasi neutre et dérivent à des profondeurs spécifiques, tandis que d’autres coulent rapidement vers les profondeurs.

Depuis l’avènement du plastique au début du XXe siècle, les déchets plastiques et la pollution sont un problème mondial. À mesure que les plastiques se dégradent, ils se fragmentent en morceaux plus petits. Lorsqu’ils atteignent une taille inférieure à 5 mm, on les appelle microplastiques.

« Lorsque ces microplastiques se dégradent encore pour atteindre une taille de 10 à 300 µm, nous les appelons petits microplastiques. De nombreux chercheurs étudient la distribution et le mouvement des microplastiques dans l’océan. Cependant, lorsqu’ils atteignent cette taille, ils deviennent plus difficiles à collecter et à analyser », explique le professeur Atsuhiko Isobe de l’Institut de recherche en mécanique appliquée de l’université de Kyushu, l’un des chercheurs qui a dirigé l’étude. « Il n’existait aucun protocole standardisé pour évaluer la présence de petites microplastiques dans l’océan qui permette de minimiser la contamination, la perte de particules et la fragmentation potentielle. »

La plupart des microplastiques océaniques sont composés de polyéthylène et de polypropylène. Ces matériaux sont moins denses que l’eau de mer, ils flottent donc près de la surface. Cependant, au fil du temps, des algues, des bactéries et d’autres organismes marins se fixent à leur surface dans un processus appelé bio-encrassement. Cela entraîne une augmentation du poids des microplastiques, qui coulent alors vers le fond marin.

Les études précédentes qui ont collecté de petites microplastiques dans l’océan utilisaient des filets remorqués ou pompaient l’eau de mer à différentes profondeurs. Cependant, les chercheurs ne disposaient toujours pas d’une vue détaillée de la répartition des petites microplastiques à différentes profondeurs océaniques.

« Pour obtenir une vision plus claire, nous avons mis au point un protocole permettant de collecter de l’eau de mer à partir de 12 couches océaniques (de 0 à 1 000 m) dans 4 régions de l’océan Pacifique Nord », ajoute M. Isobe. « Notre méthode ne nécessitait qu’environ 50 litres d’eau de mer, soit un à deux ordres de grandeur de moins que l’échantillonnage par pompage conventionnel. »

Afin de garantir une détection précise et d’éviter toute contamination par des microplastiques en suspension dans l’air, l’analyse a été réalisée à l’intérieur d’une cabine propre installée sur le navire de recherche. L’équipe a également mis au point un protocole visant à minimiser la destruction de ces microplastiques fragiles.

« Nos résultats ont révélé que les petites microplastiques atteignent les profondeurs marines par deux voies distinctes : la dérive et la descente. Dans le premier cas, les petites microplastiques atteignent une flottabilité neutre avec l’eau de mer. Elles dérivent ensuite dans une zone de l’océan où la densité de l’eau est comprise entre 1 023 et 1 025 kilogrammes par mètre cube, à des profondeurs d’environ 100 à 300 mètres », poursuit M. Isobe. « Ces petites microplastiques dériveront dans cette couche pendant environ 20 à 40 ans. »

L’autre façon dont les petites microplastiques atteignent les profondeurs de la mer est d’augmenter leur densité par bio-encrassement, ce qui les fait couler jusqu’au fond marin. L’équipe a observé que la concentration de petites microplastiques dérivant dans l’océan variait entre 1 000 et 10 000 particules par mètre cube d’eau de mer.

« À l’avenir, nous souhaitons collecter davantage de données afin de clarifier l’étendue de la distribution des microplastiques dans l’océan. Nous avons également l’intention d’étudier leur impact sur l’environnement marin », conclut M. Isobe. « Il faudra plus de temps pour comprendre l’impact environnemental des microplastiques, mais nos conclusions montrent que l’environnement marin est en train d’être pollué de manière irréversible et que des mesures urgentes doivent être prises. »

Article : « Settling and Along-Isopycnal Subduction of Small Microplastics Into Subsurface Layers of the Western North Pacific Ocean » – Journal : Environmental Science & Technology – Méthode : Experimental study – DOI : 10.1021/acs.est.5c08983

Source : Kyushu U.