mai 23, 2022

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Des scientifiques découvrent des plastiques « manquants » au fond de l’océan

Environ 51 000 milliards de microplastiques flottent à la surface des océans du monde entier. Provenant de divers types de plastiques, ces minuscules fragments (moins de 5 millimètres de long) polluent les écosystèmes naturels. Des centaines d’études ont examiné les débris de plastique à la surface ou près de la surface de l’océan. Cependant, ces études ne font qu’effleurer la surface et ne fournissent pas un inventaire complet de ce qui se cache derrière.

Une étude menée par la Florida Atlantic University est la première à dévoiler la prévalence des plastiques dans toute la colonne d’eau d’une zone d’accumulation de plastique offshore dans le sud de l’océan Atlantique et implique l’intérieur de l’océan comme un bassin crucial de plastiques « manquants ».

Résultats, publiés dans la revue Biologie du changement global, démontrer que les petits microplastiques sont critiques, sous-explorés et font partie intégrante de l’inventaire des plastiques océaniques. De plus, les résultats montrent que les systèmes de courants océaniques faibles contribuent à la formation de petits points chauds de microplastiques en profondeur, suggérant un taux de rencontre plus élevé pour les nourrisseurs de particules souterraines comme le zooplancton.

« Notre étude souligne l’urgence d’une quantification accrue des microplastiques des grands fonds, en particulier la fraction de plus petite taille, afin de mieux comprendre l’exposition de l’écosystème et de prédire le devenir et les impacts de ces microplastiques », a déclaré Tracy Mincer, Ph.D., auteur principal. et professeur adjoint de biologie au FAU Harbour Branch Oceanographic Institute et au FAU Harriet L. Wilkes Honors College.

Pour acquérir une meilleure compréhension mécaniste de la façon dont les plastiques coulent de la surface de l’océan au-delà de la couche mixte et finalement jusqu’aux profondeurs abyssales de l’océan, les chercheurs ont échantillonné des particules de plastique dans le gyre subtropical de l’Atlantique Sud en utilisant sur place filtration à haut volume, échantillonnage Manta net et MultiNet, combinés à une imagerie infrarouge à micro-transformée de Fourier.

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Ils ont découvert que l’abondance et les schémas de distribution des petits microplastiques variaient géographiquement et verticalement en raison des processus de redistribution divers et complexes interagissant avec différentes particules de plastique. Ils ont également observé de grandes variations horizontales et verticales dans l’abondance des petits microplastiques, affichant des tendances verticales inverses dans certains cas. Les petits microplastiques abondants dans les échantillons de pompe étaient supérieurs de plus de deux ordres de grandeur aux gros microplastiques collectés simultanément dans les échantillons MultiNet.

« Les petits microplastiques sont différents des grands microplastiques en ce qui concerne leur comportement élevé, leur nature chimique, leurs étapes d’altération du transport, leurs interactions avec les environnements ambiants, leur biodisponibilité et l’efficacité de libération des additifs plastiques », a déclaré Shiye Zhao, Ph.D., premier auteur et un post-doctorant à la FAU Harbour Branch. « Ces caractéristiques distinctes ont un impact sur leur devenir environnemental et leurs impacts potentiels sur les écosystèmes marins. »

Les polymères à haute densité tels que les résines alkydes, utilisés dans la plupart des revêtements commerciaux à base d’huile tels que les peintures pour coques de navires et le polyamide, couramment utilisés dans les textiles comme les vêtements, les cordes et les filets de pêche, représentaient plus de 65 % du nombre total d’échantillons de pompe dans le étudier. Cette découverte met en évidence un écart entre les compositions de polymères des précédentes enquêtes à la surface de l’océan, qui sont généralement dominées par des polymères flottants tels que le polyéthylène utilisé pour l’emballage des films et des sacs d’épicerie et le polypropylène utilisé pour les contenants en plastique et les bouteilles d’eau réutilisables.

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Par rapport aux gros microplastiques collectés au filet, les petites particules de microplastiques sont plus fortement oxydées et semblent avoir une plus longue durée dans la colonne d’eau, ce qui suggère des risques accrus pour la santé des écosystèmes marins en raison de la bioabsorption possible de particules de plastique et de produits chimiques associés et des impacts potentiels sur les cycles biogéochimiques mondiaux. .

« Alors que les particules de plastique se désintègrent en fractions de plus petite taille, elles peuvent devenir nocives de manières différentes et imprévisibles qui commencent seulement à être comprises », a déclaré Mincer. « Ces microplastiques de la taille d’un micron peuvent se déplacer à travers l’épithélium intestinal, être piégés dans la biomasse et avoir le potentiel de se transférer à travers les réseaux trophiques marins, posant un risque écologique et des impacts biogéochimiques inconnus. »

Alors que les efforts de pêche commerciale s’intensifient pour récolter des espèces marines destinées à la consommation humaine, les chercheurs affirment que des études axées sur l’ingestion de microplastiques plus petits sont nécessaires de toute urgence pour évaluer l’étendue de la contamination plastique de la biomasse.

La procédure d’analyse combinée utilisée par Mincer, Zhao et des collaborateurs de l’Institut royal néerlandais de recherche sur la mer et de l’Institut océanographique de Woods Hole a fourni une vue plus intégrative de la distribution, de l’abondance, des dimensions et de la nature chimique des particules de plastique à l’intérieur d’un gyre océanique.

Les co-auteurs de l’étude sont Erik R. Zettler, Ph.D., écologiste microbien au Royal Netherlands Institute for Sea Research; Ryan P. Bos, MS, un doctorat. étudiant à FAU Harbour Branch; Peigen Lin, Ph.D., chercheur associé au Woods Hole Oceanographic Institute; et Linda A. Amaral-Zettler, Ph.D., microbiologiste marin et professeur à l’Institut royal néerlandais de recherche sur la mer.

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Ce travail a été soutenu par des fonds de démarrage du Royal Netherlands Institute for Sea Research pour aider à financer l’expédition. Les fonds pour cette étude ont été fournis par le FAU World Class Faculty and Scholar Program attribué à Mincer; une subvention de la NOAA sur les débris marins (NA17NOS9990024) accordée à Amaral-Zettler et Mincer ; et l’American Chemistry Council décerné à Amaral-Zettler, Zettler et Mincer.