Travaillant dans le détroit de Fram arctique, scientifiques de l'Institut Alfred Wegener, Le Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) a trouvé des microplastiques dans toute la colonne d'eau avec des concentrations particulièrement élevées au fond de l'océan. À l'aide de simulations basées sur des modèles, ils ont aussi trouvé une explication à ce niveau élevé de pollution. D'après leurs conclusions, les deux principaux courants océaniques dans le détroit de Fram transportent les particules de plastique microscopiquement petites dans la région entre le Groenland et le Spitzberg depuis l'Arctique et l'Atlantique Nord. En passant par le détroit, de nombreuses particules finissent par dériver vers le fond marin, où ils s'accumulent. Les experts rendent compte de ce phénomène dans une étude qui vient de paraître dans la prestigieuse revue Sciences et technologies de l'environnement .

Situé entre la côte nord-est du Groenland et l'archipel du Svalbard, Le détroit de Fram est le seul passage profond entre les océans Arctique et Atlantique. Dans ses eaux, qui atteignent des profondeurs de 5, 600 mètres, deux courants opposés se croisent comme une autoroute sous-marine. Dans la "voie" orientale, le courant de l'ouest du Spitzberg transporte de l'eau chaude vers le nord depuis l'Atlantique, tandis que dans l'autre voie, le courant du Groenland oriental déplace la glace de mer et l'eau glaciale vers le sud de l'Arctique. Cette extraordinaire combinaison de circonstances est probablement la raison pour laquelle les chercheurs ont détecté des quantités extrêmement élevées de particules microplastiques dans les sédiments et des niveaux intermédiaires dans la colonne d'eau à l'été 2016 lors de la collecte d'échantillons d'eau et de fonds marins à l'observatoire arctique HAUSGARTEN à Détroit de Fram.

Quantités importantes de microplastique dans les eaux profondes et près de la zone de glace marginale

"Nous avons trouvé la plus forte concentration de particules microplastiques dans l'eau à notre point d'échantillonnage le plus au nord près du bord de la banquise, " rapporte le biologiste et premier auteur de l'AWI, Mine Tekman. Dans la zone techniquement appelée zone de glace marginale, un mètre cube d'eau de surface contenait plus de 1, 200 particules de microplastique, bien que cela n'ait guère surpris les chercheurs. "D'après des études précédentes, nous savions que la banquise arctique peut en contenir jusqu'à 12, 000 particules de microplastique par litre d'eau de fonte. Lorsque cette glace atteint la fin de son voyage et fond dans le nord du détroit de Fram, il libère très probablement sa charge de microplastiques dans la mer, ce qui expliquerait la forte concentration dans les eaux de surface, " Elle ajoute.

En revanche, le niveau de pollution était de 16, 000 fois plus élevé dans les sédiments au fond du détroit de Fram. L'analyse d'échantillons de sédiments avec un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) a révélé jusqu'à 13, 000 particules microplastiques par kilogramme de sédiment. "Cette grande quantité de particules et les différents types de plastique que nous avons trouvés dans les sédiments confirment que le microplastique s'accumule continuellement sur le fond marin du détroit de Fram. En d'autres termes, la mer profonde dans cette région est un puits pour les particules de plastique microscopiques, ", déclare la Dre Melanie Bergmann, experte en haute mer et co-auteure de l'AWI.

Afflux de déchets plastiques du nord comme du sud

Ce point de vue a été confirmé par la modélisation de la circulation océanique, dans lequel les experts ont simulé la route des particules microplastiques vers le détroit de Fram. Selon la taille des particules, type de plastique, vitesse de naufrage et profondeur de l'eau, certaines particules ont parcouru jusqu'à 650 kilomètres avant de se poser au fond de l'océan. "Les résultats de notre modèle réfutent l'idée que les particules microplastiques pourraient rapidement et presque verticalement couler au fond, " dit Mélanie Bergmann. En effet, les déchets plastiques sont capturés par les courants océaniques et peuvent dériver sur des distances énormes. En particulier, l'agrégation de matières organiques comme les restes d'algues est ce qui fait couler les particules de la surface à travers la colonne d'eau jusqu'au fond marin.

En ce qui concerne le détroit de Fram, cela signifie que la majorité des particules de plastique stockées au fond proviennent probablement de régions éloignées ; par exemple, le courant du Groenland oriental transporte le microplastique de l'océan Arctique vers le versant oriental du Groenland. En prélevant des échantillons dans son bassin, les chercheurs ont surtout trouvé de l'éthylène-acétate de vinyle, un type de plastique utilisé, par ex. pour les revêtements, laques, papier, emballages et semelles de chaussures. En revanche, le courant du Spitzberg occidental transporte des particules des eaux au sud du Spitzberg dans le détroit de Fram. Cette constatation s'est également reflétée dans le mélange de plastique trouvé dans les échantillons respectifs.

Il convient également de mentionner que plus de la moitié de toutes les particules de plastique identifiées avaient un diamètre inférieur à 25 micromètres, environ la moitié de l'épaisseur d'un cheveu humain fin. "Ce pourcentage élevé de particules vraiment minuscules est bien sûr troublant, car cela pose immédiatement la question de savoir comment les organismes marins réagissent à ces minuscules déchets plastiques, " dit Melanie Bergmann. Pour répondre à cette question, Des collègues britanniques étudient actuellement si les crustacés des échantillons de zooplancton arctique de l'AWI ont consommé du plastique.

Pour leur part, les experts de l'AWI veulent maintenant explorer comment les niveaux de microplastiques dans le détroit de Fram changent tout au long de l'année. À cette fin, ils utiliseront des dispositifs appelés pièges à sédiments, qui sont amarrés à l'observatoire des grands fonds arctiques de l'AWI HAUSGARTEN et capturent les différentes particules et neiges marines qui descendent progressivement de la surface de la mer, tout au long de l'année.

"L'étude qui vient de sortir offre un instantané important dans lequel les analyses au microscope infrarouge nous ont permis d'avoir une vue d'ensemble solide de la pollution plastique dans le détroit de Fram, " dit Gunnar Gerdts, un microbiologiste AWI et chef du groupe d'analyse des microplastiques. Les experts ont déterminé que 39% des particules en suspension dans l'eau provenaient de polyamide, qui est utilisé pour produire par ex. fibres pour textiles et filets de pêche, tandis que près d'un quart de toutes les particules dans la colonne d'eau ont été identifiés comme du caoutchouc synthétique (caoutchouc éthylène-propylène-diène), un type de plastique élastique utilisé, par ex. dans l'automobile et la construction de machines, comme revêtement d'étang, pour sceller les toits et les façades des maisons, et comme remplissage dans le gazon artificiel. Dans les sédiments du fond marin, l'équipe a principalement trouvé des particules en polyéthylène chloré (CPE), qui est utilisé par ex. dans la fabrication de câbles, tuyaux, films et systèmes de freinage antiblocage (ABS).