Une nouvelle étude co-écrite par le chercheur du Nord-Est Aron Stubbins montre que les microplastiques peuvent réduire la capacité de l'océan à contribuer à compenser la crise climatique en ralentissant la vitesse à laquelle le carbone est transporté de la surface de la mer vers les profondeurs.

Depuis des millénaires, l'océan fait partie d'un processus de puits de carbone dans lequel le phytoplancton mort s'agglutine et tombe dans les profondeurs de l'océan sous forme de pluies qui ressemblent à de la « neige marine », explique Stubbins, professeur de sciences marines et environnementales.

La séquestration du carbone qui en résulte est une version marine de la façon dont les arbres et les plantes terrestres captent le carbone de l'atmosphère et le stockent dans le sol, dit-il.

Mais les recherches menées par Northeastern montrent que les microplastiques présents dans l'océan ralentissent le processus en rendant la « neige marine » plus flottante, explique Stubbins.

"Les plastiques veulent flotter. Si les phytoplanctons se développent sur des microplastiques dans des biofilms, au lieu de devenir des organismes vivants libres, cela modifie la flottabilité du phytoplancton lorsqu'il meurt", explique Stubbins.

"Fondamentalement, les plastiques ralentissent la vitesse de descente de la neige marine, ce qui réduit potentiellement l'efficacité avec laquelle l'océan peut éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère", dit-il.

Pour l'étude rapportée dans Marine Chemistry , les chercheurs ont cultivé le minuscule plancton unicellulaire dans des réservoirs avec et sans exposition aux microplastiques.

Ensuite, ils ont organisé leur propre version d'une course vers le bas.

Les chercheurs ont placé les amas réguliers de phytoplancton dans un cylindre de mesure rempli d'eau de mer et ont placé le phytoplancton entrelacé de microplastiques dans un autre cylindre.

"Vous avez chronométré la rapidité avec laquelle ils ont coulé", explique Stubbins. "Ceux avec du plastique étaient plus lents, d'environ 20 %."

Selon lui, l'étude, réalisée en collaboration avec l'Université du New Hampshire, montre que le ralentissement du taux de descente de la neige marine mélangée à des microplastiques arrive à un moment où la séquestration du carbone est plus importante que jamais.

"À mesure que ce carbone descend, il est transporté plus profondément dans l'océan", explique Stubbins. "Il est très important de savoir dans quelle mesure l'océan compense le réchauffement dû aux émissions humaines de dioxyde de carbone."

Une deuxième partie de l'étude impliquant Ariana Patterson, diplômée de Northeastern en 2023, a révélé que les microplastiques se dissolvant au soleil à la surface de l'océan réduisaient la disponibilité des nutriments pour le phytoplancton.

Lorsqu'ils sont exposés au soleil, les microplastiques se dissolvent comme des morceaux de sucre et produisent du carbone organique que les bactéries peuvent utiliser comme nourriture, explique Stubbins. Mais les bactéries en croissance ont également besoin d'azote et de phosphore et peuvent les obtenir en volant les nutriments du phytoplancton et en ralentissant leur croissance.

"Le phytoplancton est une plante marine :ce sont eux qui captent le carbone de l'atmosphère. Ainsi, en ajoutant du carbone plastique, vous réduisez encore davantage l'efficacité de la pompe biologique à carbone", dit-il.

"Aujourd'hui, nous trouvons des microplastiques partout. Les concentrations dans l'océan continuent d'augmenter", explique Stubbins.

"Nous constatons que cela pourrait constituer une menace pour les processus à l'échelle mondiale, tels que le cycle du carbone, si important pour toute vie", dit-il.

Les scientifiques ne disposent toujours pas de suffisamment d'informations pour affirmer avec certitude que la présence de microplastiques affaiblira la capacité de l'océan à séquestrer le carbone ou quel pourrait être un niveau critique de microplastiques, dit Stubbins.

Mais il affirme que l'étude montre que l'impact des microplastiques sur le cycle du carbone "est suffisamment important pour susciter une certaine inquiétude et suggérer que nous devrions y réfléchir attentivement".