Pourquoi les microplastiques trouvés dans les régions polaires se présentent-ils presque exclusivement sous forme de fibres ? Les dernières expériences et simulations semblent avoir trouvé une réponse à cette question : Les fibres peuvent être transportées beaucoup plus loin dans l’atmosphère que les particules avec une forme différente.
Tous les microplastiques ne sont pas identiques. En fonction de leur forme, de leur taille et du type de polymère, les particules, qui peuvent mesurer jusqu’à cinq millimètres, se comportent de manière totalement différente dans l’environnement. Une équipe de recherche austro-allemande a expérimenté différentes formes de particules et utilisé des simulations pour découvrir que les fibres parcourent des distances beaucoup plus grandes que les sphères dans l’atmosphère.
L’équipe a rapporté dans Sciences et technologies de l’environnement début janvier que, selon les simulations, jusqu’à 2,4 tonnes de microfibres se déposent chaque année dans le Haut-Arctique (au nord de 75° Nord), alors que des sphères de même volume n’atteignent pas du tout la région. Cela expliquerait pourquoi tant de particules microplastiques fibreuses sont observées dans des endroits reculés tels que les glaciers et les nappes glaciaires de l’Arctique ou de l’Antarctique.
L’équipe de recherche interdisciplinaire de l’Université de Vienne et de le Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization de Göttingen a d’abord mené des expériences en laboratoire pour déterminer la vitesse à laquelle les fibres microplastiques se déposent dans l’atmosphère.
« Il est surprenant de constater qu’il n’existe pratiquement aucune donnée dans la littérature sur la dynamique des fibres microplastiques lorsqu’elles se déposent dans l’air », a déclaré Mohsen Bagheri, scientifique auprès du Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization de Göttingen et co-auteur de l’étude, dans un communiqué de presse de l’université. « Ce manque de données est en grande partie dû à la difficulté de mener des expériences contrôlées et reproductibles sur de si petites particules dans l’air. Grâce aux progrès de l’impression 3D à résolution submicronique et à la mise au point d’un nouveau dispositif expérimental permettant de suivre des microplastiques individuels dans l’air, nous avons pu combler ce manque de connaissances et améliorer les modèles existants dans le cadre de cette étude. »
Dans des simulations de modèles, ils ont libéré 10 000 particules par jour dans l’atmosphère en cinq endroits différents (Italie du Nord, Russie du Nord-Ouest, Shanghai, Svalbard et Pacifique du Sud-Ouest) sur une période d’un an. Sur la base de ces simulations, les chercheurs ont calculé la distance moyenne parcourue et la durée de séjour des particules dans l’atmosphère.
Leurs résultats montrent de nettes différences pour les particules sphériques et les fibres. Alors que les fibres d’une longueur de 1,5 millimètre peuvent rester beaucoup plus longtemps dans l’atmosphère et atteindre les endroits les plus éloignés de la Terre dans le modèle, les sphères de même masse parcourent des distances relativement courtes dans l’air et se déposent beaucoup plus près des sources de plastique régionales respectives. Par exemple, les fibres libérées dans l’atmosphère en Italie peuvent atteindre l’Europe du Nord et, en petites quantités, l’Arctique.
« Grâce aux nouvelles expériences en laboratoire et à l’analyse de la modélisation, nous réduisons certainement les incertitudes concernant le transport atmosphérique des fibres et nous pouvons enfin expliquer par la modélisation pourquoi les microplastiques atteignent des régions très éloignées de la planète », a expliqué Daria Tatsii de l’Institut de météorologie et de géophysique de l’Université de Vienne, première auteure de l’étude. « Un résultat important de l’étude est que notre analyse est applicable non seulement aux microplastiques, mais aussi à toutes les autres particules telles que les cendres volcaniques, les poussières minérales, le pollen, etc.
En outre, l’étude a montré que les fibres microplastiques peuvent atteindre des hauteurs beaucoup plus importantes dans l’atmosphère que ce que l’on pensait jusqu’à présent. « Cela pourrait avoir des implications pour les processus nuageux et même pour l’ozone stratosphérique, puisqu’il semble possible que les fibres microplastiques soient abondantes dans la haute troposphère et puissent même atteindre la stratosphère », a déclaré le professeur Andreas Stohl, directeur de l’Institut de météorologie et de géophysique de l’Université de Vienne et auteur principal de l’étude. « Par exemple, nous ne pouvons pas exclure que le chlore contenu dans ces particules soit nocif pour la couche d’ozone ».
Selon lui, il est néanmoins trop tôt pour tirer la sonnette d’alarme : « Toutefois, à l’heure actuelle, nous ne savons même pas quelle quantité de plastique, quelle taille et quelle forme est émise dans l’atmosphère, et nous ne savons pas non plus ce qu’il en advient dans les conditions extrêmes de la haute troposphère et de la stratosphère. Nous manquons de données de base. Mais compte tenu de l’augmentation spectaculaire de la production mondiale de plastique, nous devons être vigilants », a déclaré le professeur Stohl.
Julia Hager, PolarJournal
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