Microplastiques marins: Comment la dispersion des masses d'eau impacte les trajectoires de transport

21 février 2024

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par Hannah Bird, Phys.org

Les microplastiques marins (diamètre de 1 μm à 5 mm) sont une préoccupation constante, compte tenu de leur durée de vie dans l'environnement (plus de 100 ans) et des effets qu'ils ont sur les organismes qui les habitent, en particulier lorsque les courants océaniques transportent les particules sur de longues distances, atteignant même les bassins polaires.

De nombreux microplastiques se retrouvent souvent sur les plages et se mêlent aux côtes sablonneuses qui nous sont familières, mais certaines zones sont devenues des points chauds particuliers de la pollution par les microplastiques. De manière célèbre, il existe des "plaques de déchets" associées aux cinq gyres océaniques subtropicaux (courants circulaires dans l'Atlantique Nord et Sud, l'océan Pacifique Nord et Sud et l'océan Indien) qui ont des millions de km2 de microplastiques flottants à la surface.

Des études antérieures ont suggéré que 15,6 billions de particules/an étaient ajoutées à la crise mondiale des débris marins flottants.

Une nouvelle recherche publiée dans Frontiers in Marine Science s'est concentrée sur les plages des îles Canaries, des stations balnéaires populaires en Espagne, étudiant l'origine potentielle et les voies de transport des microplastiques à travers les bassins océaniques et la colonne d'eau, jusqu'à ce qu'ils se retrouvent finalement sur ces plages.

Les îles Canaries sont situées dans le gyre subtropical de l'Atlantique Nord, ainsi que sur la trajectoire directe du courant des Canaries, entraîné par le vent en surface. Quatre plages orientées vers le nord-est à travers l'archipel ont été étudiées pour les mécanismes de transport à grande échelle (> 100 km) et de méso-échelle (10-100 km), à savoir : Playa Grande (Tenerife), Playa de Famara (Lanzarote), Playa Lambra (La Graciosa) et Arenas Blancas (El Hierro).

Ces plages sont connues pour les problèmes liés aux débris marins, dépassant 100 g de plastique/m2 et 3 000 particules/m2.

La Dr. Daura Vega-Moreno, Professeure Assistante à l'Universidad de Las Palmas de Gran Canaria en Espagne, et ses collègues se sont particulièrement concentrés sur la vitesse des courants dans la plage de latitude 27°-32° N sur une période de plusieurs années, et comment cela a impacté le transport des débris marins à travers la colonne d'eau en plein océan.

Un accent mis sur l'océan ouvert est important, car les facteurs affectant le transport des microplastiques diffèrent de ceux le long des côtes, où ces derniers sont généralement liés à la densité, à la taille et à la forme, étant donc triés par le vent et les vagues, le matériel le plus petit et le plus léger étant transporté plus loin à l'intérieur des terres.

À l'inverse, pour les eaux ouvertes, la composition interne du plastique et son état de dégradation jouent des rôles supplémentaires importants, ainsi que la température de la colonne d'eau, la convection et l'effet Coriolis (l'air dévié vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud).

L'équipe de recherche a utilisé des données de nombreux projets où des particules de microplastiques ont été relâchées dans l'océan depuis 2017, surveillant les progrès à l'aide de technologies marines ainsi que des échantillonnages directs de la colonne d'eau lors d'une croisière de recherche.

Après traitement, un microscope a été utilisé pour identifier chaque type de débris marins, totalisant 260 fragments et fibres de microplastique. Toutes ces données ont ensuite été utilisées dans un logiciel de modélisation pour déterminer les trajectoires, de la source à la plage, et produire des cartes de distribution.

La Dr. Vega-Moreno et ses collègues ont identifié 200 m de profondeur d'eau comme une fenêtre d'accumulation clé pour les fragments et les fibres, tandis que 1 100 m de profondeur d'eau est un point critique pour une forte accumulation de fragments de taille <200 μm et >200 μm. Alors que le premier peut être dû à une descente naturelle à travers la colonne d'eau, le second est probablement partiellement lié à l'écoulement de l'Eau Méditerranéenne, l'effluent à haute salinité du détroit de Gibraltar.

Cette masse d'eau coule en dessous de l'Eau Centrale de l'Atlantique Nord vers le fond de l'océan dans le bassin atlantique à des profondeurs de 1 000 à 1 200 m et se disperse vers les îles Canaries. La Mer Méditerranée, d'où l'eau est originaire, est connue pour avoir une forte concentration à la fois de gros morceaux de plastique et de microplastiques, avec des estimations allant jusqu'à 10% de la pollution plastique marine globale se trouvant uniquement dans le Bassin Méditerranéen.

Les petits microplastiques (<1 mm) et ceux qui sont aplaties ou dégradés ont probablement été piégés dans cette masse d'eau descendante et donc transportés sur de longues distances à travers le bassin océanique en profondeur.

Assessing the transport pathways of marine microplastics and therefore where they may wash ashore is important for targeted removal techniques, as well as mitigating the consequences on marine and coastal biota. This research highlights the role deeper water masses have to play in dispersing plastic pollution, thus further work on the locations of intermediate (~1,000 m) to deep water (>2,000 m) formation is vital, especially as this includes polar regions.

Journal information: Frontiers in Marine Science

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