Le plastique est devenu un polluant évident au cours des dernières décennies, étouffant les tortues et les oiseaux de mer, obstruant nos décharges et nos cours d'eau. Mais au cours des dernières années seulement, un problème moins évident est apparu. Les chercheurs commencent à s'inquiéter de la façon dont de minuscules morceaux de plastique dans l'air, projetés dans le ciel par des bulles d'écume de mer ou des pneus qui patinent sur l'autoroute, pourraient potentiellement modifier notre climat futur.
"Voilà quelque chose auquel les gens ne pensaient tout simplement pas - un autre aspect de la pollution plastique", explique la chimiste analytique environnementale Denise Mitrano de l'Université ETH Zürich, en Suisse, qui a co-écrit un article en novembre dernier, soulignant ce que les chercheurs savent – et ne savent pas encore – sur la façon dont les plastiques peuvent changer les nuages, modifiant potentiellement les modèles de température et de précipitations.
Les nuages se forment lorsque l'eau ou la glace se condense sur des « graines » dans l'air : généralement de minuscules particules de poussière, de sel, de sable, de suie ou d'autres matériaux rejetés par la combustion de combustibles fossiles, les incendies de forêt, la cuisine ou les volcans. Il y a beaucoup de ces particules fines, ou aérosols, dans le ciel - beaucoup plus depuis la révolution industrielle - et elles affectent tout, de la qualité de l'air que nous respirons, à la couleur des couchers de soleil, au nombre et au type de nuages dans nos cieux.
Jusqu'à récemment, lorsque les chimistes pensaient à la crasse dans notre air, les plastiques ne leur venaient pas à l'esprit. Les concentrations étaient faibles, pensaient-ils, et le plastique est souvent conçu pour être hydrofuge pour des applications telles que des sacs ou des vêtements, ce qui les rendait vraisemblablement peu susceptibles de semer des gouttelettes de nuage. Mais ces dernières années, des études ont confirmé non seulement que des morceaux de plastique microscopiques peuvent semer des nuages – parfois puissamment – mais qu'ils parcourent également des milliers de kilomètres depuis leur source. Et il y a beaucoup plus de particules dans l'air que les scientifiques ne le pensaient à l'origine. Tout cela a ouvert les yeux des chercheurs sur leur contribution potentielle à l'obscurité atmosphérique - et, éventuellement, au futur changement climatique.
"Les gens qui ont inventé les plastiques il y a toutes ces décennies, qui étaient très fiers des inventions qui ont transformé la société à bien des égards - je doute qu'ils aient envisagé que les plastiques finiraient par flotter dans l'atmosphère et pourraient influencer le système climatique mondial", dit Laura Revell, spécialiste de l'atmosphère à l'Université de Canterbury en Nouvelle-Zélande. «Nous sommes encore en train d'apprendre quels sont les impacts pour les humains, les écosystèmes et le climat. Mais certainement, d'après ce que nous savons jusqu'à présent, cela ne semble pas bon.
La production annuelle mondiale de plastiques est passée de 2 millions de tonnes en 1950 à plus de 450 millions de tonnes aujourd'hui. Et malgré les inquiétudes croissantes concernant l'accumulation de ces déchets dans l'environnement, la production est montée en puissance plutôt que de ralentir - certaines compagnies pétrolières sont construire leur capacité de production de plastique à mesure que la demande de combustibles fossiles diminue. À ce jour, plus de 9 milliards de tonnes de plastique ont été produites, et environ la moitié d'entre elles sont allées dans des décharges ou ont été jetées d'une autre manière. Certains prévoient que d'ici 2025, 11 milliards de tonnes de plastique se seront accumulées dans l'environnement.
Du plastique a été trouvé dans les sols, l'eau, les cultures et au fond de l'océan. Et ces dernières années, plusieurs études ont suggéré que les microplastiques (morceaux de moins de 5 millimètres de long) et les nanoplastiques (moins d'environ 1,000 2019 nanomètres) étaient transportés sur de longues distances dans l'air. En XNUMX, par exemple, les chercheurs trouvé microplastiques dans les Pyrénées qui étaient arrivés par la pluie ou la neige. En 2020, Janice Brahney de l'Utah State University et quatre coauteurs ont publié un article très médiatisé Sciences papier révélant de grandes quantités de plastique dans les zones protégées par le gouvernement fédéral des États-Unis. Brahney avait trouvé le plastique par accident ; elle cherchait du phosphore, mais a été surprise par tous les morceaux colorés de crasse dans ses filtres au sol. Son étude a conduit à une multitude de gros titres avertissant : « Il pleut du plastique ».
Le vaste ensemble de données américaines de Brahney a également permis aux modélisateurs de déterminer d'où provenait exactement tout ce plastique. "C'est un très bel ensemble de données", déclare Natalie Mahowald de l'Université Cornell, qui a fait le travail de modelage.
Mahowald a pris les concentrations de plastique que Brahney avait cataloguées et les a cartographiées par rapport aux modèles atmosphériques et aux sources connues de plastiques, y compris les routes, la poussière agricole et les océans. Sur les chaussées, pneus et freins lancer des microplastiques dans l'air. Le plastique se retrouve dans la poussière agricole, note Mahowald, en partie à cause des plastiques utilisés dans les champs agricoles et en partie parce que les gens jettent des vêtements polaires dans les machines à laver : les eaux usées s'écoulent vers les usines de traitement qui séparent les solides des liquides, et environ la moitié des biosolides qui en résultent sont envoyés. aux fermes pour être utilisé comme engrais. En ce qui concerne l'océan, dit Mahowald, de gros globes de plastique dans des endroits comme le Pacific Gyre se dégradent en morceaux microscopiques, qui flottent ensuite à la surface et sont projetés dans les airs en coupant les eaux et en faisant éclater des bulles d'air.
Des morceaux de plastique se trouvent maintenant dans les poumons humains. «Nous les respirons définitivement en ce moment», déclare un scientifique.
Le modèle de Mahowald a conclu que dans l'ouest des États-Unis, 84 % des microplastiques provenaient des routes, 5 % de la poussière agricole et 11 % des océans. Le plastique est si léger que même des morceaux de dizaines de micromètres de diamètre - la largeur d'un cheveu humain - peuvent être gonflés et soufflés sur de grandes distances. Le modèle a révélé qu'une partie de ce plastique avait été retrouvée à des milliers de kilomètres de sa source présumée. Plus les pièces sont petites, plus longtemps elles peuvent rester en l'air.
Alors que des morceaux de plastique individuels peuvent rester dans l'air pendant seulement des heures, des jours ou des semaines, il y a tellement de choses qui sont soulevées de manière si constante qu'il y en a toujours dans l'air : assez pour que des morceaux de plastique se trouvent maintenant aussi dans poumons humains. «Nous les respirons définitivement en ce moment», déclare Mahowald.
Déterminer exactement la quantité de plastique dans notre ciel est extrêmement difficile. La plupart de ces études sont réalisées en extrayant minutieusement des morceaux de plastique des filtres et en les examinant au microscope pour obtenir une estimation de la forme et de la couleur, puis en utilisant des techniques spectroscopiques pour confirmer leur matériau source. Plus les pièces sont petites, plus elles sont difficiles à identifier. Les études peuvent également être en proie à la contamination : entrer dans un laboratoire en portant un pull en polaire, par exemple, peut fausser les résultats en perdant des microfibres en plastique.
Près d'une douzaine d'études ont montré des concentrations de microplastiques en suspension dans l'air allant de 0.01 particule par mètre cube dans l'ouest de l'océan Pacifique à plusieurs milliers de particules par mètre cube à Londres et à Pékin. Les villes affichant des niveaux plus élevés sont probablement véritablement plus polluées, dit Revell, mais il est également vrai que ces études ont utilisé une technique plus sensible qui pourrait identifier des morceaux de plastique plus petits (moins de 10 micromètres). Les autres études auraient manqué ces petits morceaux, qui représentaient environ la moitié du plastique trouvé dans les études de Londres et de Pékin.
En laboratoire, des tests préliminaires montrent que les morceaux de plastique abîmés peuvent être de puissants générateurs de nuages.
Les concentrations de nanoplastiques en suspension dans l'air sont encore moins comprises. Les chiffres qui circulent aujourd'hui, selon le chimiste atmosphérique Zamin Kanji, collègue de Mitrano à l'ETH Zürich, sont susceptibles d'être "considérablement sous-estimés".
Pour l'instant, la proportion de plastiques par rapport au total des aérosols en suspension dans l'air est infime, de sorte que les plastiques ne contribuent pas beaucoup aux impacts climatiques des aérosols, explique Mahowald. Même à Londres et à Pékin, le plastique peut ne représenter qu'un millionième du total des aérosols. Mais la production de plastique et l'accumulation de plastique dans l'environnement ne cessent d'augmenter. Dit Mahowald, "Cela ne fera qu'empirer."
C'est particulièrement vrai dans les régions moins polluées, comme au-dessus des océans de l'hémisphère sud, dit Kanji. Étant donné que le plastique peut probablement voyager plus loin que d'autres aérosols plus denses, il pourrait devenir un polluant atmosphérique dominant dans des zones plus vierges. L'article de Brahney et Mahowald conclut que le plastique représente actuellement moins de 1 % des aérosols anthropiques atterrissant sur le sol, mais qu'il pourrait, "de manière alarmante", représenter plus de 50 % des aérosols atterrissant sur certaines parties de l'océan sous le vent à partir de sources plastiques.
La façon exacte dont les aérosols affectent le climat a été un point critique dans les modèles climatiques, et de nombreux détails sont encore inconnus. Différents aérosols peuvent modifier le climat en réfléchissant ou en absorbant la lumière du soleil, ce qui peut dépendre, en partie, de leur couleur. La suie noire, par exemple, a tendance à réchauffer, tandis que le sel réfléchit et refroidit. Les aérosols peuvent atterrir sur le sol et modifier l'albédo, ou la réflectivité, de la glace et de la neige.
Les aérosols affectent également la formation des nuages : différents éléments peuvent ensemencer des gouttelettes d'eau ou de glace plus nombreuses et plus petites, créant différents types de nuages à différentes altitudes qui durent pendant des durées différentes. Les nuages minces et glacés à haute altitude ont tendance à réchauffer la surface de la Terre comme une couverture, tandis que les nuages brillants et pelucheux à basse altitude ont tendance à refléter la lumière du soleil et à refroidir la Terre.
Bien que minuscules, les aérosols ont une influence surdimensionnée sur le climat. L'obscurité des aérosols anthropiques dans le ciel a, dans l'ensemble, eu un effet de refroidissement dramatique depuis la révolution industrielle (sans eux, le réchauffement climatique serait 30 pour cent en 50 supérieur à ce qu'il est aujourd'hui). Et ils ont plus d'influence sur les conditions météorologiques extrêmes que les gaz à effet de serre : un monde réchauffé par l'élimination des aérosols aurait plus d'inondations et de sécheresses, par exemple, qu'un monde réchauffé de la même quantité par le CO2.
Revell et ses collègues a pris un coup à essayer de modéliser comment les microplastiques pourraient affecter la température en réfléchissant ou en absorbant la lumière du soleil, un calcul de ce que l'on appelle le "forçage radiatif". Par souci de simplicité, ils ont supposé que le plastique est toujours transparent, même si ce n'est pas vrai (et que les matériaux plus sombres ont tendance à absorber plus de lumière solaire), et que la concentration globale est uniformément d'une particule par mètre cube, ce qui est de l'ordre de 1,000 XNUMX fois plus faible. que les concentrations mesurées, par exemple, à Londres.
Avec ces hypothèses, Revell a découvert que l'impact direct du plastique sur le forçage radiatif est "si faible qu'il est insignifiant". Mais, surtout, si les concentrations atteignent 100 particules par mètre cube (ce qu'ils ont déjà à de nombreux endroits), les plastiques pourraient avoir à peu près la même ampleur de forçage radiatif que certains aérosols déjà inclus dans les évaluations du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat. En d'autres termes, les plastiques deviennent remarquables. Mais s'ils se réchaufferaient ou se refroidiraient, la Terre est inconnue.
Les aérosols ont souvent un impact plus important sur le climat par leur influence sur les nuages. Les perles en plastique immaculées, les notes Kanji, repoussent l'eau et sont donc peu susceptibles d'affecter les nuages. Mais le plastique peut "vieillir" en quelques heures, dit Kanji, lors de son transit vers le ciel : il peut être abrasé, ou il peut accumuler du sel de l'océan et d'autres produits chimiques de l'atmosphère, ce qui peut rendre les particules plus fragiles. amoureux de l'eau. Les morceaux de plastique peuvent également contenir des coins et des recoins, ce qui aide à la formation de glace.
Dans le laboratoire, l'étudiant de Kanji, Omar Girlanda, a effectué des tests préliminaires montrant que dans de telles conditions difficiles, les pièces en plastique peuvent être de puissants générateurs de nuages. "Certains d'entre eux sont aussi bons que les particules de poussière minérale", explique Kanji, "qui est le noyau de glace le plus connu et le plus efficace qui soit".
Kanji dit que le ciel fortement pollué par le plastique produira probablement à la fois plus de nuages de glace à haute altitude, qui ont tendance à réchauffer la surface de la Terre, et plus de nuages d'eau à basse altitude, qui ont tendance à refroidir la Terre. Quel effet dominera est inconnu. "Cela n'a pas de sens de le modéliser pour le moment, étant donné les mauvaises estimations que nous avons du plastique [atmosphérique]", déclare Kanji. Le plastique pourrait également affecter les modèles de précipitations : en général, dit Kanji, les nuages les plus pollués ont tendance à durer plus longtemps avant d'éclater en pluie que les nuages moins pollués, puis ils pleuvent plus abondamment.
Revell et ses collègues réduisent maintenant les hypothèses de leur article, élaborant des calculs plus détaillés pour des estimations plus réalistes des concentrations, des couleurs et des tailles de plastique. "Tout ce que nous savons, c'est que le problème ne va pas disparaître de si tôt", dit-elle. « Ces plastiques ont une durée de vie incroyablement longue. Ils se décomposent et formeront de nouveaux microplastiques pendant des siècles. Nous ne savons tout simplement pas quelle est l'ampleur du problème auquel nous nous sommes engagés.
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- La source: https://www.greenbiz.com/article/microplastics-are-filling-skies-will-they-affect-climate
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