L’eau à la dérive, par Christophe Thro

Billet invité.

« Nous respirons tous un seul air, nous buvons tous une seule eau, nous vivons tous sur une seule Terre. Nous devons tous la protéger. » Chef Raoni Metuktire

Quoi de plus simple et de plus répandu que l’eau ? Une molécule très simple qui rassemble 2 atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène en l’absence de laquelle aucune vie n’aurait pu apparaître sur notre planète. Au niveau individuel, nous sommes constitués à 65% d’eau, et devons régulièrement en boire pour hydrater notre organisme. À défaut nous mourons en quelques jours. Au niveau collectif, nos besoins en eau sont tout aussi fondamentaux que ce soit pour l’agriculture, l’industrie, la construction, l’alimentation, l’énergie. Environ 72% de la surface de la Terre est recouverte d’eau, dont 96,50 % est constituée d’eau salée et 3,5% d’eau douce, et c’est pourquoi les astronautes ont donné le surnom de « Planète bleue » à la Terre. C’est grâce à une distance idéale de la Terre par rapport au soleil que nous avons l’incroyable chance d’avoir des quantités si importantes d’eau sous forme liquide. Une distance de quelques petits pour cent de plus ou de moins et toute l’eau de la planète se retrouverait alors soit sous forme solide, soit sous forme gazeuse. La répartition des ressources en eau est cependant inégale dans l’espace et dans le temps. Or l’anthropocène se caractérise aussi par une forte amplification des déséquilibres climatiques naturels et par une accélération tellement sévère de son utilisation pour toutes sortes d’activités que le cycle naturel de l’eau subit des perturbations qui commencent à dépasser ses capacités de régénération.

Il y a quelques dizaines d’années à peine, nous vivions encore dans un Jardin d’Eden aquatique, sans le savoir ni le reconnaître. On pouvait librement se promener un peu partout et boire de l’eau dans les rivières et ruisseaux que l’on rencontrait, on pouvait creuser des puits dans les nappes phréatiques sans se soucier de pollution. Actuellement, avant de boire le moindre verre d’eau, il devient presque nécessaire de se déplacer avec son propre laboratoire d’analyse muni de la très longue liste des DJA (doses journalières admissibles) de centaines de produits chimiques et de métaux lourds susceptibles d’y être dilués. Mais l’eau n’est pas uniquement un milieu qui recueille de multiples produits polluants. Elle est aussi abondamment employée pour accompagner les progrès de la civilisation industrielle, et à ce titre elle doit être domestiquée et contrainte pour servir nos intérêts. Enfin, lorsque l’on prend conscience que cet élément est fondamental pour assurer la vie, certains refusent de penser à l’eau comme d’un bien commun et envisagent de se l’approprier pour leur(s) bénéfice(s) en la transformant en instrument de contrôle.

Les pollutions de l’eau

L’eau est un élément vivant, et les multiples interventions humaines sur ce milieu peuvent littéralement tuer l’eau à cause de l’eutrophisation. Par ailleurs, la pollution thermique de l’eau est bien souvent totalement négligée, mais elle intervient cependant dans la formation de certains déséquilibres environnementaux. Enfin, les résidus de médicaments que l’on trouve maintenant très fréquemment dans l’eau représentent une problématique encore relativement peu explorée alors qu’elle affecte la qualité de l’eau et peut même avoir des conséquences délétères sur les êtres vivants.

La pollution chimique

L’eau est un milieu qui permet une vaste et rapide propagation de polluants du fait de sa fluidité qui favorise la mobilité de très nombreuses substances. Ces dernières se diluent dans l’eau et l’on a longtemps cru que cette dispersion avait un effet quasi magique qui équivalait à la disparition complète de tout produit polluant. Nous avons aussi considéré que les océans étaient tellement immenses et profonds qu’ils allaient facilement absorber les quelques produits polluants que l’homme y jetait. Dans le but de faire profiter des standards de confort fournis par la révolution industrielle une population humaine toujours plus pléthorique, on répand dans l’eau un flux régulier de substances chimiques de plus en plus important en nombre et en quantité. À un point tel que l’effet magique qui consiste à croire que ce que l’on ne voit pas n’existe pas n’est maintenant plus envisageable.

Sur l’ensemble de l’eau présente sur la planète, environ 0,3% d’eau douce est facilement accessible et utilisable par l’homme. Le reste de l’eau douce se trouve sous forme de glace (1,74%), de nappes phréatiques et d’aquifères (1,69%). La glace, lorsqu’elle fond sous l’effet du réchauffement climatique, se mélange aux eaux salées océaniques et va bouleverser la circulation des schémas hydrologiques que nous connaissions jusqu’alors. Les nappes phréatiques sont des zones souterraines où se trouve de l’eau douce à faible profondeur que l’on peut utiliser aisément au moyen de puits. Elles sont déjà intensivement utilisées par l’homme. Leur durée de régénération dépend du rapport existant entre les prélèvements pour les activités humaines et leur réalimentation grâce aux précipitations après une période plus ou moins longue de filtration par le sol. Les aquifères sont de gigantesques réserves d’eau situées en profondeur dans le sous-sol. Ce sont des eaux fossiles constituées il y a des milliers, voire des millions d’années, qui sont parfois l’héritage d’un climat disparu comme les Systèmes Aquifères du Nubien (NSAS) qui recouvrent la Lybie, le Tchad, le Soudan et l’Egypte. Bien qu’abondantes, certaines de ces réserves sont peu ou pas renouvelables, alors que d’autres se rechargent plus facilement. L’UNESCO a lancé en 1999 un programme de cartographie et d’évaluations hydrogéologiques mondial (WHYMAP).

L’ONU estime que les deux tiers de l’humanité seront en situation de stress hydrique en 2025, ce qui signifie que la demande en eau dépassera les ressources disponibles pour 6 milliards d’hommes. De nombreux gouvernements et instances internationales, mais aussi certaines multinationales ont pris conscience que l’eau va devenir un enjeu majeur dans un futur proche. Le projet Aqueduct regroupe des firmes telles que Goldman Sachs, General Electric, Dupont, Dow Chemical, Shell, Veolia, Bloomberg. Il a été créé pour « aider les compagnies et les investisseurs à comprendre les indicateurs sur les risques relatifs à l’eau pour leurs affaires…mais aussi pour tous les utilisateurs (…) ». Cette association de multinationales œuvre au sein du World Ressource Institute (WRI) et a dressé une carte géographique indiquant les situations de stress hydrique au niveau mondial. Nul besoin d’y ajouter une quelconque interrogation de type conspirationniste sur les raisons qui ont déterminé ces entreprises à financer ce projet et sur les actions qu’elles vont entreprendre pour exploiter commercialement ses conclusions. Les résultats de cette carte sont d’ores et déjà tout simplement effrayants.

Seuls 55% de l’eau douce prélevée est effectivement consommée, les 45% restants sont perdus par les fuites dans les réseaux de distribution d’eau, par l’évaporation lors de l’irrigation, ou restitués après usage comme pour le refroidissement des centrales électriques. À elle seule, l’irrigation absorbe plus de 70% des prélèvements mondiaux, et elle devrait encore augmenter de 15% dans les 20 prochaines années, pour essayer d’alimenter 9 milliards d’être humains.

L’UNESCO estime que l’homme rejette 500 millions de tonnes de déchets toxiques dans les océans chaque année ; 730 millions de m3 d’eaux usées sont rejetées annuellement dans la nature ; plus de 80% des égouts des pays en voie de développement se déversent sans aucun traitement dans les lacs, les fleuves, les zones côtières ; 3,4 millions de personnes décèdent chaque année de la pollution aquatique selon l’OMS. Il y aurait environ 12.000 km3 d’eau polluée dans le monde, ce qui représente environ la moitié de l’eau douce facilement accessible pour l’homme, ou encore, pour donner un autre ordre d’idée, ce volume d’eau polluée est supérieur à l’ensemble de l’eau charriée par les dix plus grands bassins fluviaux du monde. En Europe, la totalité des fleuves est polluée, dont 25% à un niveau extrême selon le WWF. En France, on a relevé la présence de 377 pesticides dans 90% des cours d’eau, les concentrations les plus importantes étant observées dans les régions où l’agriculture intensive est la plus développée. La situation est tout aussi préoccupante pour les eaux souterraines puisqu’on y a trouvé des quantités significatives de 174 substances chimiques sur les 400 recherchées lors d’une campagne nationale de prélèvements (soit 42%). (*Source : Campagne exceptionnelle d’analyse des substances présentes dans les eaux souterraines de la métropole, rapport final, Office national de l’eau et des milieux aquatiques et BRGM, juin 2013).

Les océans sont eux aussi gravement touchés. Tout d’abord parce qu’une grande partie des systèmes hydrologiques contenant de l’eau douce se déverse dans les océans. La circulation naturelle de l’eau douce que l’on pouvait concevoir comme un ensemble de veines et d’artères parcourant le corps planétaire a été transformé par l’homme en un moyen d’acheminer ses déchets et ses polluants loin de leur source pour un coût économique minimum. Les fleuves sont alors transformés en égouts par simple opportunisme. D’après le WWF, environ 80% de la pollution des mers provient des activités humaines terrestres. Ensuite le milieu océanique est lui-même directement pollué par de multiples sources, comme les marées noires et autres dégazages pétroliers, les installations pétrolières off-shore, l’aquaculture intensive, les immersions volontaires ou non de déchets industriels dangereux, l’exploitation minière des fonds marins, le rejet de boues de dragages, la chalutage qui remet en suspension des sédiments dont certains sont pollués, etc.

Le capitaine Charles Moore découvrit en 1997 dans l’Océan Pacifique deux vastes zones surchargées de déchets, principalement en matière plastique dont la surface totale dépasse la superficie de l’Inde avec ses 3,5 millions de km2 (*Note : Charles Moore fonda une association dans le but d’informer, de faire de la recherche, de trouver des solutions pour lutter contre sur cette pollution : Algalita Marine Research Institute, www.algalita.org ). Une autre plaque de déchets a été découverte en 2010 à environ 1.000 km des côtes des États-Unis, dans l’Océan Atlantique. Sa surface est équivalente à celle de la France, de la Belgique et de la Grèce. Mais d’après l’océanographe Nicolaï Maximenko, il existerait 5 de ces zones de concentration de déchets dans les océans. Comme la plupart des plastiques se décomposent très lentement (500 à 1.000 ans), ce phénomène ne risque pas d’être un simple épisode négligeable. Il se trouve que cette concentration de déchets se produit sous l’effet de conditions particulières liées à la circulation des courants océaniques. Mais il n’est malheureusement que la partie apparente d’un monumental iceberg. Sous l’action des éléments, la majeure partie des déchets est concassée et réduite en fragments à peine visibles. Il y a donc également des quantités de microplastiques sur les plages fréquentées par les vacanciers, dans les lacs, dans les poissons qui les confondent avec du plancton. De plus gros morceaux se retrouvent fréquemment dans l’estomac des animaux marins, que ce soient des poissons, des mammifères, des tortues ou des oiseaux, et y restent jusqu’à la mort de l’animal. Les polluants chimiques se fixent sur ces grains de plastique par un phénomène d’agrégation, puis se diffusent dans les organismes qui les ingèrent. Ouvrir l’estomac d’un oiseau pour y découvrir une improbable composition artistique contemporaine à la manière de Arman, n’est donc qu’un aspect de cette pollution : l’ensemble de l’organisme de l’animal est aussi devenu une mini usine chimique. Si aucune action n’est entreprise, à l’instar d’initiatives privées encore au stade expérimental telle que celle de Boyan Slat (www.theoceancleanup.com), ces immenses décharges océaniques s’agrandiront sans cesse jusqu’à devenir un aspect normal de notre paysage planétaire.

L’eutrophisation

Il s’agit d’une forme de pollution de l’eau qui intervient lorsqu’un excès de nutriments provenant essentiellement de l’activité humaine, et plus particulièrement de l’agriculture intensive, génère la prolifération de phytoplancton et de végétaux aquatiques. La décomposition de cet excès de végétaux multiplie la croissance de bactéries avides d’oxygène. La consommation de l’oxygène dissout dans l’eau, les tapis d’algues qui empêchent le passage de la lumière du soleil, favorisent la fermentation par des bactéries anaérobies et par conséquent permettent l’émission de gaz comme par exemple de l’hydrogène sulfuré, du méthane, du CO2, des thiols, de l’ammoniac. La phase ultime de l’eutrophisation crée des zones mortes, puisque dépourvues d’oxygène, où aucun organisme vivant ne peut plus subsister à l’exception de bactéries fabriquant ces gaz délétères.

Les nutriments étant à l’origine de ce phénomène sont les nitrates contenus dans les engrais azotés, et les phosphates, qui rejoignent le milieu aqueux par ruissellement. Les phosphates sont contenus dans les détergents, les rejets organiques humains et animaux, les engrais, et certains rejets industriels. L’eutrophisation est d’autant plus marquée et persistante que la température de l’eau augmente (déboisement des berges et réchauffement climatique), que la durée d’éclairement par le soleil est longue (photosynthèse), et que les courants sont rares (lacs) ou ralentis.

Le processus d’eutrophisation est visible par l’intermédiaire de ce que l’on appelle les fleurs d’eau, c’est-à-dire une pullulation d’algues ou de cyanobactéries en nappes de couleur rouge (les marées rouges) ou de couleur bleu-vert, jaune ou brune qui peuvent former des écumes sur la surface. Durant la journée ces nappes absorbent de la lumière et de la chaleur, ce qui modifie la stratification thermique de l’eau située en-dessous et par conséquent affecte la vie marine si le phénomène se prolonge. Pendant la nuit le phytoplancton consomme de grandes quantités d’oxygène dissous dans l’eau. Si la quantité de nutriments devient insuffisante pour nourrir toutes ces algues, celles-ci meurent, modifient la turbidité de l’eau en se déposant au fond, et se décomposent sous l’action de bactéries qui se développent dans un milieu sans oxygène.

Selon l’Agence Européenne pour l’Environnement, 73% des cours d’eau européens connaissent une eutrophisation considérée de significative à massive. Une étude réalisée par Robert Diaz et Rutger Rosenberg montre que la surface des zones mortes océaniques double chaque décennie depuis les années 1960. Il y a actuellement 405 zones mortes importantes totalisant 205.000 km2, ce qui équivaut à la superficie de la Nouvelle Zélande, dont certaines sont devenues quasi permanentes comme par exemple dans la mer Baltique, l’estuaire du Saint-Laurent (Canada), la mer Caspienne, les fjords scandinaves, le golfe du Mexique, la mer de Chine orientale, la mer Noire, le Nord de la mer Adriatique. La raréfaction généralisée de l’oxygène risque d’avoir un impact majeur sur les océans, d’autant plus que l’activité humaine qui se caractérise par une augmentation de l’utilisation d’engrais ainsi que des rejets des eaux usées ne peut qu’amplifier ce phénomène (*sources : A global perspective on the effects of eutrophication and hypoxia on aquatic biota de Robert Diaz et all., in U.S. Environmental Protection Agency ; Eutrophication and hypoxia on costal areas : A global assesment of the state of the knowledge Robert Diaz, Mindy Selman et all., in World Resources Institute Policy Note, mars 2008 ; Zones mortes : Comment les engrais agricoles tuent nos rivières, lacs et océans, de Reyes Tirado, Greenpeace).

La pollution thermique

Il s’agit d’une pollution pratiquement ignorée compte tenu du fait qu’il existe des problèmes environnementaux considérés comme bien plus graves et plus urgents. C’est une forme de pollution qui augmente ou diminue la température normale de l’eau, de manière progressive ou brutale. L’eau est massivement utilisée comme liquide de refroidissement pour un certain nombre d’activités industrielles et plus particulièrement pour les centrales thermiques et nucléaires, mais aussi les aciéries et autres usines fabriquant divers métaux, les industries de pâtes à papier, les industries chimiques et pétrolières, l’industrie de tannage du cuir.

Une grande quantité d’eau est pompée puis rejetée plus loin avec entre 2 et 15° Celsius supplémentaires, et un panel de polluants additionnels qui dépend du type d’industrie. Par exemple le refroidissement des centrales nucléaires peut être assuré soit par un circuit ouvert soit par un circuit fermé. Un circuit ouvert nécessite un prélèvement de 40 à 50m3 d’eau par seconde, ce qui représente 1.000 millions de m3 par an et par centrale. Un circuit fermé ne nécessite que 2m3 d’eau par seconde, soit environ 50 millions de m3 par an. Puisque la mer ou le fleuve qui fournissent cette eau sont des milieux vivants contenant algues, plantes, crustacés et organismes de toutes tailles, il faut de grandes quantités de produits chimiques, et notamment plusieurs tonnes de chlore par jour, pour éviter que ces organismes vivants ne s’installent sur les pales et les tuyauteries. On utilise aussi d’autres produits chimiques acides pour éviter l’accumulation de calcaire. Tous ces produits sont évacués plus loin avec une eau réchauffée de plusieurs degrés. De plus environ 100.000m3 d’eau est déminéralisée chaque année pour effectuer d’éventuels appoints d’eau dans les circuits primaires et secondaires de chaque réacteur. En cas de canicule, les réacteurs en circuit ouvert peuvent être fermés si le débit du cours d’eau est trop faible. Pour la centrale du Bugey, la limite réglementaire d’échauffement est fixée à 7,5°C ramenée à 5,5°C pendant l’été. La température maximale au rejet est de 30°C, portée à 34°C en été. Quels sont les poissons d’eau douce qui peuvent survivre à des eaux à 34°C ?

La pollution thermique modifie les écosystèmes marins et fluviaux, en affectant la faune et la flore. Les métabolismes des organismes vivants sont généralement accélérés lorsque la température de l’eau augmente jusqu’à leurs seuils de tolérance, ce qui entraîne une hausse de la consommation d’oxygène et une demande alimentaire plus forte. À partir du moment où ces seuils sont dépassés, les réactions métaboliques diminuent, alors que la sensibilité aux substances chimiques augmente, jusqu’à produire des effets létaux ou sub-létaux qui modifient les processus physiologiques et biochimiques tels que la reproduction, la croissance, l’alimentation de ces divers organismes. Par exemple, dans un milieu plus chaud, on constate une prolifération de certaines algues et bactéries qui participent au phénomène de l’eutrophisation. Beaucoup d’espèces migrent ou meurent et sont remplacées par d’autres populations de milieux chauds, dont certaines sont invasives et modifient la qualité sanitaire de l’eau. Pour de nombreux poissons, des eaux plus chaudes riches en chlore peuvent constituer un mur infranchissable de plusieurs kilomètres de long. Les cycles migratoires de nombreuses espèces de poissons vers leurs lieux de ponte sont fortement affectés, ce qui participe à leur raréfaction.

Une étude effectuée sur les effets des rejets des eaux de refroidissement de la centrale nucléaire de Muehleberg en Suisse sur les écosystèmes aquatiques du Rhin et de l’Aare jusqu’à l’estuaire en Mer du Nord montre que ces émissions interviennent pour 3% à 90% de la dégradation des écosystèmes en fonction d’une multiplicité de facteurs complexes. Par exemple durant le mois de juillet, cette étude montre une mortalité de 4,2% des espèces pour chaque élévation de température de 1°C. (*source : Characterization factors for thermal pollution in freshwater aquatic environments, de Francesca Verones et al., in Environmental science and technology, 11 novembre 2011).

A l’échelle mondiale le réchauffement climatique est responsable du phénomène de blanchiment des coraux du fait de l’élévation de la température générale des océans et de l’acidification des eaux qui en résulte. Lorsque les coraux perdent les algues symbiotiques pigmentées qui vivent dans les tissus des polypes coralliens (des zooxanthelles) car elles ne peuvent supporter des élévations de température de plusieurs degrés. Les coraux deviennent blancs en révélant leur squelette calcaire et meurent généralement quelques semaines plus tard. Certains coraux peuvent s’adapter aux changements de température lorsque ce processus s’étend sur plusieurs centaines ou des milliers d’années. Ils ne peuvent malheureusement pas s’acclimater à des modifications brutales portant sur quelques années seulement. C’est en 1998 qu’un blanchiment des coraux à l’échelle mondiale a été constaté pour la première fois. Le PNUE (Programme des Nations-Unies pour l’Environnement) chiffre la perte des coraux à 34 millions d’hectares en moins de 20 ans. Les récifs des Caraïbes seront en danger de disparition à concurrence de 90% en 2030, et à 100% en 2050. Les conséquences d’une extinction générale des coraux sont immenses, y compris pour des dizaines de millions d’hommes qui perdront à la fois leurs emplois (pêche, tourisme, etc.) et leur alimentation.

Enfin, il existe un autre problème qui est encore très peu évoqué, même dans les milieux scientifiques, mais dont l’ampleur grandissante est préoccupante. Le réchauffement climatique est en partie une conséquence de l’afflux massif de CO2 dû à la combustion des énergies fossiles, dans l’atmosphère, mais aussi dans les océans. L’augmentation du taux de CO2 dans les océans entraîne une plus grande acidification de l’eau en formant de l’acide carbonique, qui, à son tour diminue le taux de carbonate de calcium. Or le carbonate de calcium (autrement dit le calcaire) est utilisé par les coraux, les crustacés, les mollusques, et de nombreuses espèces de plancton pour former leurs coquilles. Quelques études scientifiques ont déjà constaté que les coquilles de ces espèces étaient devenues plus fines et donc moins résistantes. Il a été observé que l’acidification de certaines zones océaniques associée avec des mouvements saisonniers affectant la colonne d’eau au large de la Californie entraîne également une corrosion directe et une dissolution d’une partie des coquilles de certaines espèces de mollusques. Pour l’instant ils (essentiellement des papillons de mer) n’en meurent pas, mais ils sont fragilisés ce qui peut favoriser des maladies et amplifier d’autres facteurs de stress. Or ces animaux sont des éléments essentiels de la chaîne alimentaire aquatique puisqu’ils forment une source de base de nourriture pour de nombreuses espèces de poissons (*source : Limacina helicina shell dissolution as an indicator of declining habitat suitability owing the ocean acidification in the California Current Ecosystem, de N. Bednarsek and al., in Proceedings of the Royal Society, Biological sciences, 22 juin 2014). La réalité est en train de rattraper le scénario du film de science fiction Soleil Vert.

Le règne des méduses

La transformation de zones maritimes, fluviales et lacustres de plus en plus vastes dont seule l’activité humaine est la cause ne s’arrête pas là. Notre civilisation est à l’origine du prélude à la transformation en profondeur des écosystèmes aquatiques. L’incroyable explosion de cette forme de vie extrêmement ancienne que sont les méduses en constitue l’un des exemples, puisque ce phénomène est la conséquence de plusieurs facteurs convergents. Il s’agit de véritables invasions biologiques qui occupent parfois des dizaines de kilomètres carrés, dont certaines causes ont été identifiées. Le réchauffement général des eaux océaniques multiplie le développement des larves de méduses. A une échelle plus locale, le réchauffement des eaux dû aux rejets des centrales nucléaires a le même effet, ce qui a déjà entraîné la fermeture de plusieurs d’entre elles après la saturation de leurs filtres. Comme poissons et méduses se nourrissent de plancton, la surpêche laisse le champ libre à la pullulation des méduses. De plus certains de ces poissons étant également des prédateurs de méduses, de leurs œufs ou de leurs larves, la pêche trop intensive ne permet plus à ces poissons et tortues de réguler le développement des méduses. La pollution par des produits pharmaceutiques comme certaines hormones modifie les populations de poissons en diminuant le nombre de mâles, et par conséquent perturbe leur cycle de reproduction : la réduction du nombre de poissons bénéficie ainsi au développement des méduses. Une étude récente a établi la relation directe entre l’abondance de petits poissons pélagiques et la diminution du nombre de méduses (*source : Jellyfication of marine ecosystems as a likely consequence of overfishing pelagic fishes : lessons from the Benguela, de Roux, van der Lingen et all., in Bulletin of marine science, janvier 2013). Au contraire, lorsque les méduses deviennent trop nombreuses, se sont elles qui dévorent les poissons à l’état larvaire ce qui inverse le fonctionnement normal de l’écosystème maritime. L’excès de nutriments déversés dans l’océan, également responsable de l’eutrophisation, est aussi désigné comme l’un des facteurs favorisant ces pullulations de méduses. Ce phénomène est à ce point préoccupant que certains scientifiques redoutent que le règne des méduses se substitue à celui des poissons, et la FAO s’inquiète « d’un cercle vicieux (…) qui pourrait être la goutte d’eau qui fait déborder le vase » dans un rapport récent (*source : Review of jellyfish blooms in the Mediterranean and Black Sea, de Ferdinando Boero pour la FAO et la General Fisheries Commission for the Mediterranean, in Studies and Reviews n°93, 2013). Le réchauffement climatique associé à la surpêche risque donc de multiplier encore bien davantage le nombre de méduses dans les années à venir.

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