Des millions de tonnes de déchets plastiques sont transportés par les rivières, par le vent et dans les eaux usées dans la mer, où le plastique reste. "À ce jour, il n'y a pas de données détaillées sur l'endroit où le plastique s'accumule et combien, " dit le chimiste environnemental de l'UFZ, Dr Annika Jahnke. Les estimations précédentes reposent sur la modélisation informatique, données individuelles et observations aériennes. "Nous voulons justifier ces estimations et découvrir ce qui arrive au plastique dans l'océan et quels effets le microplastique a sur l'environnement, " explique Jahnke.

A l'UFZ, le chimiste environnemental dirige le projet MICRO-FATE financé par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche (BMBF), qui se déroulera jusqu'en 2021 et comprend également des chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour les technologies et systèmes céramiques (IKTS), l'Institut Leibniz pour la recherche sur la mer Baltique, Warnemünde (IOW) et l'Université de Stockholm (SU) en Suède. Le 30 mai, une équipe de 18 chercheurs de MICRO-FATE part de Vancouver (Canada) pour une expédition à travers l'océan Pacifique. L'équipe à bord du navire de recherche Sonne, arrivée prévue à Singapour le 5 juillet, sera composé principalement de biologistes, écotoxicologues et chimistes de l'environnement. Ils prélèveront des échantillons à plusieurs stations le long du passage non seulement dans la zone de déchets du Pacifique Nord, l'une des plus grandes zones d'accumulation de déchets flottants dans l'océan Pacifique, mais aussi dans des endroits moins pollués.

L'un des principaux objectifs des chercheurs est de prélever des échantillons d'eau de surface, la colonne d'eau et du fond marin. "À ce jour, la colonne d'eau a été insuffisamment étudiée, " explique Annika Jahnke. Ainsi, les chercheurs espèrent en savoir plus sur la répartition verticale des particules de plastique et identifier des gradients potentiels en matière de concentration, composition, âge et couverture avec des biofilms.

Une analyse des échantillons des fonds marins devrait également fournir des informations sur les matières plastiques dans les sédiments et sur l'endroit où les microplastiques se retrouvent dans la mer. Il y a des chercheurs qui spéculent que la plupart des matériaux sont déposés sur le fond marin. "Les mesures vont nous permettre d'estimer s'il est vrai que seulement environ un centième de la quantité totale de plastique se trouve à la surface de l'eau, " dit le chimiste environnemental. Les échantillons de sédiments et l'eau seront également examinés à la recherche de polluants organiques pour déterminer si le plastique est une source ou un puits de polluants dans le milieu marin.

Un autre objectif des chercheurs est d'examiner comment la structure polymère des particules de plastique change en raison des intempéries. "Jusque là, nous n'avons que peu de connaissances sur la façon dont le plastique marin s'altère, " dit Jahnke. " Il y a des premiers résultats mais pas de données solides. " A ce jour, l'altération a été principalement simulée en laboratoire. Pour cette raison, il y a des réservoirs en acier remplis d'eau de mer à bord du navire de recherche pour exposer la matière plastique. Les chercheurs veulent les utiliser pour examiner l'influence du rayonnement solaire, la teneur en sel et la température sur le processus de vieillissement du plastique. "L'idée est de compléter les résultats de nos précédentes expériences en laboratoire avec ces expériences de terrain, " explique le chercheur.

La conséquence de l'altération est que les articles en plastique se décomposent progressivement et finalement de fines particules de polymère se forment. Ceux-ci ont tendance à être recouverts de biofilms et à former des hétéroagrégats. Les chercheurs émettent l'hypothèse que ces biofilms jouent un rôle déterminant pour le devenir, transport et altération du plastique marin. Pour cette raison, ils analyseront les biofilms et examineront leur fonction et le rôle qu'ils jouent dans les cycles biogéochimiques du milieu marin. Des études suggèrent que les biofilms poussant sur le plastique diffèrent des autres communautés microbiologiques marines et que le plastique est par conséquent un nouvel habitat pour les microbes dans les systèmes marins, avec des implications encore inconnues.

"Notre objectif est de réconcilier les données de terrain avec les modèles existants, " explique le chercheur de l'UFZ. " Et l'évaluation des nouvelles données nous mettra dans une meilleure position pour estimer la quantité de plastique qui se trouve dans les océans et les impacts que les microplastiques ont sur l'environnement marin. Nous en apprendrons davantage sur l'occurrence et le devenir du plastique et sur la question de savoir si le fond marin est un si grand puits pour le plastique que les études le suggèrent. »