Suivi des microplastiques dans l’océan depuis l’espace – Voir le Great Pacific Garbage Patch comme jamais auparavant

Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université du Michigan ont développé une nouvelle façon de détecter et de suivre les microplastiques dans les océans du monde entier au fil du temps, en fournissant une chronologie quotidienne de l’endroit où ils pénètrent dans l’eau, de la façon dont ils se déplacent et de l’endroit où ils ont tendance à se rassembler. Cette approche est basée sur le Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS) et peut donner une vue panoramique ou agrandir de petites zones pour obtenir une image haute résolution des rejets de microplastiques à partir d’un seul endroit.

Cette technique est une amélioration significative par rapport aux méthodes de suivi existantes, qui reposent principalement sur des rapports intermittents de chalutiers à filet à plancton capturant des microplastiques avec leurs prises.

a déclaré Chris Rove, professeur collégial Frederic Bartmann de sciences du climat et de l’espace à l’UM, directeur des enquêtes du CYGNSS et auteur principal d’un document de recherche récemment publié sur le travail.

La saison change dans le Great Pacific Garbage Patch

L’équipe a découvert que les concentrations mondiales de particules de plastique ont tendance à varier selon les saisons, atteignant un pic dans les océans Atlantique Nord et Pacifique pendant les mois d’été de l’hémisphère nord. Juin et juillet, par exemple, sont les mois de pointe pour le Great Pacific Garbage Patch, une région de convergence dans le Pacifique Nord où les particules de plastique s’accumulent en quantités énormes. Les concentrations dans l’hémisphère sud atteignent leur maximum pendant les mois d’été de janvier et février. Les concentrations ont tendance à être plus faibles pendant les mois d’hiver, probablement en raison d’une combinaison de courants plus forts brisant les colonnes de microplastiques et d’un mélange vertical accru qui les pousse plus loin sous la surface de l’eau.

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Les données ont également montré plusieurs pics courts dans la concentration de particules de plastique à l’embouchure du fleuve Yangtze – longtemps considéré comme la principale source.

« C’est une chose de se méfier de la source de la contamination microplastique, mais le voir se produire en est une autre », a déclaré Rove. « Les données sur les microplastiques qui étaient disponibles dans le passé étaient très rares, seulement de brefs instantanés qui ne pouvaient pas être reproduits. »

Les chercheurs ont produit des visualisations montrant les concentrations de particules de plastique dans le monde. Les zones d’accumulation sont souvent le résultat de courants locaux dominants et de zones de convergence, le Great Pacific Garbage Patch étant l’exemple le plus extrême.

« Ce qui rend les panaches des grands estuaires remarquables, c’est qu’ils sont une source dans l’océan, par opposition aux endroits où les microplastiques s’accumulent », a déclaré Rove.

Rove dit que les informations pourraient aider les organisations qui nettoient les microplastiques à déployer des navires et d’autres ressources plus efficacement. Les chercheurs sont déjà en pourparlers avec l’organisation de nettoyage néerlandaise The Ocean Cleanup pour travailler ensemble afin de valider les premières conclusions de l’équipe. Les données sur les rejets en un seul point peuvent également être utiles pour l’agence des Nations Unies, l’UNESCO, qui a parrainé un groupe de travail chargé de trouver de nouvelles façons de suivre les rejets de microplastiques dans les eaux du monde.

Les satellites de suivi des ouragans jettent leur dévolu sur la pollution plastique

Développée par Ruf et UM Madeline C. Evans, la méthode de suivi utilise les données actuelles de CYGNSS, un système de huit petits satellites lancé en 2016 pour surveiller les conditions météorologiques près du cœur des grands systèmes orageux et améliorer les prévisions concernant leur intensité. Rove dirige la mission CYGNSS.

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La clé du processus est la rugosité de la surface de l’océan, que CYGNSS mesure en fait avec un radar. Les mesures ont été principalement utilisées pour calculer la vitesse du vent près des yeux des ouragans, mais Rove s’est demandé si elles avaient également d’autres utilisations.

« Nous avons pris ces mesures radar de la rugosité de la surface et les avons utilisées pour mesurer la vitesse du vent, et nous savions que la présence de substances dans l’eau modifie leur réponse à l’environnement », a déclaré Rove. « Alors j’ai eu l’idée de tout faire à l’envers, en utilisant des changements en réponse pour prédire la présence de choses dans l’eau. »

À l’aide de mesures indépendantes de la vitesse du vent de la NOAA, l’équipe a recherché des endroits où l’océan semblait moins agité qu’il ne devrait l’être compte tenu de la vitesse du vent. Ils ont ensuite fait correspondre ces zones avec des observations réelles de chalutiers à filet à plancton et de modèles de courants océaniques qui prédisent la migration des microplastiques. Ils ont trouvé une association significative entre les zones les plus douces et celles contenant plus de particules de plastique.

courants océaniques convergents

L’équipe de Rove pense que les changements dans la rugosité des océans ne sont peut-être pas directement causés par les microplastiques eux-mêmes, mais plutôt par les tensioactifs – une famille de composés huileux ou savonneux qui réduisent la tension superficielle à la surface d’un liquide. Les tensioactifs ont tendance à accompagner les microplastiques dans l’océan, à la fois parce qu’ils sont souvent libérés avec les microplastiques et parce qu’ils voyagent et s’accumulent de la même manière une fois dans l’eau.

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« Il existe des zones à forte concentration de microplastiques, telles que la zone de déchets du Grand Pacifique, car elles se trouvent au confluent et aux remous des courants océaniques. Les microplastiques sont transportés par le mouvement de l’eau et finissent par se rassembler en un seul endroit », a déclaré Ruff . « Les tensioactifs se comportent de la même manière, et il est très probable qu’ils agissent comme une sorte de traqueur de particules microplastiques. »

L’équipe de recherche teste actuellement cette hypothèse, en collaboration avec le génie maritime et professeur adjoint de génie maritime Yulin Pan pour mener des expériences dans un réservoir de génération de vagues au laboratoire d’hydrodynamique marine d’Aaron Friedman.

« Nous pouvons voir la relation entre la rugosité de surface et la présence de microplastiques et de tensioactifs, donc l’objectif est maintenant de comprendre la relation exacte entre les trois variables, ainsi que les raisons qui les sous-tendent », a déclaré Ban. « Le réservoir à vagues et ses capteurs à ultrasons nous permettent de nous concentrer sur ces relations en prenant des mesures dans des conditions de tensioactifs et de microplastiques surveillées très précisément. »

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