Comme les cendres crachées d’un supervolcan, les microplastiques ont infesté l’atmosphère et encerclé le globe. Ce sont des morceaux de plastique de moins de 5 millimètres de long, et il en existe deux variétés principales. Des fragments apparaissent à partir de sacs et de biberons en train de se désintégrer (les bébés boivent des millions de minuscules particules par jour dans leur formule), et les microfibres se détachent des vêtements synthétiques au lavage et se jettent dans la mer. Les vents affouillent ensuite les terres et les océans, transportant des microplastiques haut dans l’atmosphère. L’air est tellement moche que chaque année, l’équivalent de plus de 120 millions de bouteilles en plastique tombent sur 11 zones protégées aux États-Unis, qui ne représentent que 6% de la superficie totale du pays.

Dans une étude publiée aujourd’hui dans la revue La nature, les scientifiques ont tenté de modéliser la façon dont les particules atmosphériques pourraient influencer le climat, et c’est un étrange mélange de bonnes et de mauvaises nouvelles. La bonne nouvelle est que les microplastiques peuvent refléter une infime partie de l’énergie du soleil dans l’espace, ce qui refroidirait légèrement le climat. La mauvaise nouvelle est que l’humanité charge l’environnement de tellement de microplastiques (des échantillons de sédiments océaniques montrent que les concentrations doublent tous les 15 ans depuis les années 1940), et les particules elles-mêmes sont si variées qu’il est difficile de savoir comment le polluant finira par influencer le climat. À un moment donné, ils peuvent finir chauffage la planète.

La Terre absorbe une partie de l’énergie du soleil tout en en réfléchissant une partie, un échange connu sous le nom de forçage radiatif. Comme d’autres aérosols dans l’atmosphère, tels que la poussière et les cendres, les microplastiques interagissent avec cette énergie, selon la modélisation. « Ils sont très bons pour renvoyer la lumière du soleil dans l’espace, nous voyons donc cette influence de refroidissement se manifester », explique la chimiste atmosphérique Laura Revell, auteure principale du nouvel article. « Mais ils sont également assez bons pour absorber le rayonnement émis par la Terre, ce qui signifie qu’ils peuvent contribuer à l’effet de serre de très petite manière. »

Comme les flocons de neige, il n’y a pas deux microplastiques identiques : ils sont faits de nombreux polymères différents et se déclinent dans un arc-en-ciel de couleurs. Les fragments s’effritent lorsqu’ils tombent dans l’environnement, tandis que les fibres se séparent encore et encore. Et chaque particule développe une « plastisphère » unique de bactéries, virus et algues.

Ainsi, lorsque Revell et ses collègues ont entrepris de construire un modèle de la façon dont ils affectent le climat, ils savaient qu’il serait impossible de représenter autant de diversité. Au lieu de cela, ils ont déterminé le général propriétés optiques des fibres et des fragments en deux groupes principaux, par exemple, dans quelle mesure ils réfléchiraient ou absorberaient l’énergie du soleil. Ils ont basé leur modèle sur des polymères purs sans pigments et ont supposé une composition atmosphérique de 100 particules par mètre cube d’air. Les chercheurs ont ensuite branché tout cela dans un modèle climatique existant, qui leur a indiqué l’effet estimé que les microplastiques atmosphériques auraient sur le climat.

L’effet net actuel est essentiellement un lavage, ont-ils découvert. Le léger refroidissement causé par la réflexion annulerait à peu près le léger réchauffement causé par l’absorption du rayonnement solaire. (Ils n’ont pas traduit cela en un changement de température potentiel pour le climat global.)

La Terre pourrait en fait se refroidir davantage à cause de poussière dans l’atmosphère. Si vous avez entendu parler de la géo-ingénierie solaire, c’est le même principe : les avions pulvérisent des aérosols, qui renvoient l’énergie du soleil dans l’espace. Curieusement, les cargos le font aussi, bien que par inadvertance : les nuages ​​de pollution qu’ils crachent contribuent à la fois au réchauffement climatique et agissent comme des nuages ​​réfléchissant la lumière.

« Je tiens à souligner que ce n’est pas une bonne chose, cependant », déclare Revell à propos du léger effet de refroidissement. Tout d’abord, le microplastique est son propre danger pour les écosystèmes et notre propre corps. Et deuxièmement, la couleur est l’une des limites d’un modèle aussi ancien. Alors que les chercheurs ont basé leur modèle sur des particules non pigmentées, les microplastiques se déclinent dans une large gamme de teintes, en particulier les microfibres vestimentaires. La couleur aura une influence significative sur le forçage radiatif potentiel : les teintes plus foncées absorbent plus d’énergie, tandis que les couleurs plus claires reflètent davantage. Une fois que les couleurs des particules sont prises en compte dans les futurs modèles, les scientifiques peuvent découvrir qu’elles sont en fait susceptibles de conduire à échauffement. À l’heure actuelle, il n’y a tout simplement aucun moyen de savoir combien de particules de quelle couleur tourbillonnent dans l’atmosphère. De plus, les microbes qui se développent sur les particules peuvent également modifier leur réflectivité.

Cette nouvelle modélisation marque le début du mariage de la science du climat et de la science des microplastiques. « Il s’agit d’une première étude intéressante sur le forçage radiatif direct des microplastiques atmosphériques », déclare Natalie Mahowald, scientifique de l’atmosphère à l’Université Cornell, qui a modélisé les microplastiques dans l’atmosphère. « Les résultats sont susceptibles d’être très sensibles aux hypothèses concernant la taille, la distribution ainsi que la couleur des microplastiques. »

Comme le souligne Mahowold, la distribution est un autre facteur de complication pour ce premier modèle. Les scientifiques peuvent prélever des échantillons d’air et caractériser les microplastiques qu’ils attrapent, mais ceux-ci ne représentent qu’un point dans une atmosphère massive. De plus, la population de microplastiques à 100 pieds du sol pourrait être très différente de celle à 1000 pieds. Les plastiques plus petits, par exemple, pourraient gonfler plus haut. Revell et ses collègues ont également utilisé une concentration définie – 100 particules par mètre cube d’air – alors que les scientifiques obtiennent des comptes très différents lorsqu’ils échantillonnent dans le monde entier. Au-dessus de l’océan, la concentration de plastique peut être inférieure à une particule par mètre cube, mais au-dessus de Pékin, elle est de 5 600 et au-dessus de Londres, de 2 500.

Et puis il y a les nanoplastiques, qui sont plus petits qu’un millionième de mètre, le produit de morceaux plus gros se dégradant jusqu’à ce qu’ils atteignent enfin le domaine nano. Très peu de scientifiques disposent de l’équipement et de l’expertise nécessaires pour prélever des échantillons de nanoplastiques, mais une équipe travaillant dans les Alpes reculées a découvert qu’au moins 200 milliard des particules tombaient sur un seul mètre carré d’une montagne chaque semaine. L’atmosphère regorge de particules de plastique, mais les scientifiques ne peuvent pas toutes les détecter.

Mais il y a une indication dans le nouveau modèle que la présence de tant de polluants fait quelque chose pour le climat, et un domaine de spéculation est de savoir s’ils influencent la formation des nuages. Un nuage se forme lorsque l’eau se dépose sur des particules comme de la poussière. Et si les microplastiques atmosphériques agissaient en fait comme des noyaux supplémentaires ?

En laboratoire, au moins, les scientifiques ont observé les particules rassembler de la glace dans des chambres spéciales qui reproduisent les conditions atmosphériques. « Ce serait alors une voie vraiment fascinante, si les microplastiques se comportaient de cette manière et contribuaient aux nuages, simplement parce que les nuages ​​ont eux-mêmes des effets énormes sur le bilan énergétique et sur le système climatique », explique Revell. Des nuages ​​plus gros et plus brillants renvoient une plus grande partie du rayonnement solaire dans l’espace, c’est donc une façon pour les polluants de dévier l’énergie.

Revell procédera à davantage d’échantillonnages de microplastiques atmosphériques pour alimenter davantage de données dans sa modélisation. Et il est très probable qu’au fil du temps, il n’y aura que plus de plastique à échantillonner. « À moins que nous n’apportions vraiment d’énormes changements à la façon dont nous traitons la pollution par les microplastiques, et nos taux de production de plastique et nos pratiques de gestion des déchets, nous nous attendons simplement à ce que les plastiques continuent de se fragmenter dans l’environnement », a déclaré Revell. « Ils produiront Suite microplastiques. Et ces microplastiques pourront être ramassés par les vents et transportés et exercer une grande influence sur le climat. »

Cette histoire est apparue à l’origine sur wired.com.