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Les océans, les lacs et les rivières contiennent souvent un grand nombre de particules microplastiques à leur surface. L’impact des gouttes de pluie entraîne la projection dans l’air de nombreuses gouttelettes présentant une concentration presque aussi élevée de microplastiques. Lorsqu’elles s’évaporent dans l’air, les particules pénètrent dans l’atmosphère. Des chercheurs de l’université de Bayreuth décrivent ces processus dans une nouvelle étude publiée dans Microplastics and Nanoplastics. Dans une première estimation, encore entachée d’incertitude à plusieurs égards, ils arrivent à la conclusion que, dans le monde entier, jusqu’à 100 000 milliards de particules microplastiques pourraient entrer dans l’atmosphère chaque année à la suite de précipitations.

Les recherches montrent que lorsqu’une goutte de pluie frappe une surface d’eau, des gouttelettes sont projetées dans l’air à partir d’une petite zone annulaire autour du site d’impact. Elles proviennent d’une profondeur de quelques millimètres sous la surface de l’eau. Les particules de microplastique contenues dans les gouttelettes ont presque la même concentration que dans cette étroite couche d’eau. Les scientifiques de Bayreuth ont également calculé leur trajectoire dans l’air et la durée de leur vol. Ils ont ainsi obtenu un résultat surprenant : L’eau des gouttes de pluie, qui ne contient pas de microplastiques, finit dans les océans, tandis que l’eau contenant des plastiques provenant des océans finit dans l’air. Lorsque les gouttelettes volent dans l’air jusqu’à ce qu’elles s’évaporent, elles libèrent les particules de microplastiques dans l’atmosphère. Cela se produit particulièrement souvent au-dessus de la surface des océans, où les conditions de vent et les températures favorisent une durée de vol relativement longue et une évaporation rapide. La plupart des particules microplastiques retournent dans l’eau en raison de leur courte durée de vol.

« Déterminer le nombre de gouttes projetées par une seule goutte de pluie, leur taille et leur vitesse, ainsi que le nombre de particules microplastiques qu’elles peuvent contenir, constituait un énorme défi. Les expériences seules auraient fourni trop peu d’informations. C’est pourquoi nous avons conçu un codage totalement nouveau pour les simulations de ces processus et développé un modèle informatique qui nous permet de répondre à ces questions avec une grande précision et un niveau de détail sans précédent », explique le coordinateur de l’étude, le professeur Stephan Gekle, qui enseigne la simulation et la modélisation des biofluides à l’université de Bayreuth. Stephan Gekle, professeur de simulation et de modélisation des biofluides à l’université de Bayreuth. « Le réalisme de nos simulations devient évident lorsque nous les comparons à des expériences techniquement exigeantes. Les enregistrements à grande vitesse de l’impact des gouttes de pluie confirment les calculs basés sur notre modèle », explique le premier auteur Moritz Lehmann, doctorant en physique à l’université de Bayreuth.

Afin de déterminer combien de particules de microplastique se retrouvent finalement dans l’atmosphère à la suite de ces processus, les chercheurs de Bayreuth ont compilé un grand nombre de données empiriques disponibles et les ont intégrées dans leurs calculs. Ces données concernent, entre autres, les concentrations de microplastiques à la surface de la mer, les quantités annuelles de précipitations, la taille des gouttes de pluie, qui dépend de l’intensité de la pluie, et la distribution temporelle de l’intensité de la pluie. Une première estimation permet de conclure que l’impact des gouttes de pluie sur les surfaces de l’eau dans le monde entier pourrait libérer jusqu’à 100 000 milliards de particules microplastiques dans l’atmosphère par an.

Les auteurs soulignent que cette estimation est encore sujette à de nombreuses incertitudes et imprécisions. Par exemple, la turbulence du vent, qui peut influencer la force d’impact des gouttes de pluie, n’a pas encore été prise en compte dans les calculs. En outre, la surface des mers de la Terre ne présente pas partout la même concentration élevée de particules microplastiques – au contraire, les différences sont très importantes. Toutefois, les mesures satellitaires associées aux modèles météorologiques pourraient bientôt fournir des informations plus précises sur les « points chauds » à partir desquels un nombre particulièrement important de particules microplastiques sont transportées de l’océan vers l’atmosphère.

Adaptation : Terra Projects

Source : https://phys.org/

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