Микропластик может изменить цвет океана: вот как меняется Тихий океан

Часть Тихого океана между Калифорнией и Гавайями становится всё более циановой — оттенком, находящимся на грани между синим и зелёным. За изменение зафиксировали спутники: за двадцать лет они зарегистрировали рост синего и зелёного света, отражённого водой. Зона, затронутая этими изменениями, совпадает с областью Великая мусорная каша Тихого океана. И среди возможных причин этого изменения именно микропластики становятся одним из главных подозреваемых.

A suggerirlo è uno studio pubblicato su Communications Earth & Environment dai ricercatori dell’Università di Bergen, in Norvegia. Analizzando tre serie di dati satellitari raccolti tra il 2002 e il 2022, gli studiosi hanno individuato un cambiamento nelle caratteristiche ottiche dell’acqua compatibile con l’accumulo di minuscole particelle di plastica. Talmente piccole da sfuggire alle normali osservazioni, eppure potenzialmente sufficienti a modificare il modo in cui l’oceano riflette la luce.

Гигантская мусорная каша Тихого океана оставляет ещё один след

Великая мусорная каша в Тихом океане, известная также как вихрь мусора в Тихом океане, часто называется «островом из пластика». Это поэтичное название, которое может вызвать образ сплошной плёнки бутылок, пакетиков и отходов, по которой можно было бы пройти. Однако ситуация совершенно другая. Мусор распределён на огромной площади, подхвачен течениями Северного Тихого океана и сконцентрирован в некоторых местах. Некоторые предметы плывут, другие держатся на поверхности воды, множество частиц настолько малы, что их трудно увидеть невооружённым глазом.

Размеры проблемы впечатляют. По данным исследования, опубликованного в Scientific Reports, площадь зоны аккумуляции составляла около 1,6 млн км², почти в три раза превышающей площадь Франции, и содержала оцениваемое количество пластика в 79 000 тонн. Большую часть массы составляли крупные отходы, прежде всего сети и снаряжение для рыбалки. Микропластики составляли лишь около 8% общей массы, но их доля достигала 94% от 1,8 триллиона выявленных фрагментов.

И речь идёт только о частях, которые учёные смогли собрать в образцах — от размера около полумиллиметра. Ещё более мелкие частицы оставались практически вне учёта. Именно они привлекли внимание норвежской группы: фрагменты размером менее 300 микрометров, менее чем треть миллиметра, которые могут оставаться в воде и взаимодействовать со светом Солнца.

Достаточно 5 миллиграммов микропластика, чтобы изменить отражённый водой свет

Цвет океана определяется несколькими факторами. Вода поглощает определённые длинны волн света и рассеивает другие, тогда как фитопланктон, осадки и растворённые вещества влияют на его вид. Пластик тоже может вмешаться в этот процесс. Мелкие частицы рассеивают свет иначе, чем многие природные материалы, и могут увеличить количество излучения, возвращающегося к поверхности, достигая датчиков спутников.

Исследователи Шиа Читэм, Даниэль Кёстнер и Борге Хамре сопоставили три архива спутниковых наблюдений северной части Тихого океана. Все они показывали в некоторых зонах рядом с Великая мусорная каша заметное увеличение отражённого света в диапазонах синего и зелёного.

Комбинация приводит к изменению в циановый оттенок — оттенок, который в обработке данных выглядит заметнее, чем у окружающих вод. Естественно, эти вариации зафиксированы приборами, а не являются гигантской видимой тюрко-зелёной пятнистостью. Чтобы понять, насколько пластик может влиять на это, группа смоделировала поведение света в воде, вводя разные концентрации микропластиков.

Результат поразителен: примерно 5 миллиграммов микропластиков на каждый кубический метр воды могут быть достаточны, в условиях моделирования, чтобы вызвать увеличение яркости, регистрируемой спутниковыми датчиками. Пять миллиграммов, распределённых по тысяче литров воды. Это крошечное количество на бумаге, которое уже может оставить распознаваемый сигнал с космоса.

Симуляции показывают, что микропластики могут объяснить изменение

Разумеется, цвет океана может меняться и без участия пластика. Фитопланктон меняет распределение и состав, органические материалы перемещаются, а условия окружающей среды постоянно влияют на отражённый свет воды. Чтобы отделить эти эффекты, учёные создали свыше 50 000 сценариев повышения светимости морской поверхности, меняя концентрации веществ в воде. Когда учитывались только естественные компоненты, лишь около 3% моделей давали смещение в сторону циана. Добавление микропластиков подняло долю до 13% — более чем в четыре раза.

По словам авторов, достижение того же эффекта исключительно за счёт естественных изменений состава фитопланктона потребовало бы значительных изменений состава водорослей, обычно сопровождающихся снижением биомассы и растворённых органических веществ. Присутствие микропластиков считается поэтому правдоподобным объяснением наблюдаемого явления.

Чтобы окончательно связать изменение с пластиком, потребуются прямые измерения в области интереса, тем более что три серии спутников различаются по интенсивности зафиксированных изменений. Но результаты уже показывают возможный путь к обнаружению загрязнения, которое до сих пор было особенно трудно отслеживать.

Мы сможем распознавать микропластики из космоса, но сбор их будет намного сложнее

Если это подтвердится, открытие может стать новым инструментом для изучения загрязнения океанов.

В настоящее время обнаружение самых мелких микропластиков требует морских отбора проб, лабораторного анализа и специализированного оборудования. Это довольно трудная задача, особенно когда нужно исследовать поверхности площадью миллионы квадратных километров.

Спутники, напротив, могут непрерывно наблюдать за очень обширными участками океана. Распознавание конкретного изменения отражённого света может помочь ученым определить зоны скопления самых мелких частиц и проследить их перемещения во времени.

Однако существует огромная разница между возможностью обнаружить микропластики и возможностью их удалить.

Технологии, разработанные для очистки Великой мусорной каши, способны перехватывать рыболовные сети, контейнеры и другие плавающие отходы. При частицах размера около доли миллиметра, разбросанных по водной толще и смешанных с морскими организмами, операция становится гораздо сложнее. Самые исследователи подчёркивают, что удаление микроразделов меньше 300 микрометров в крупном масштабе было бы крайне трудно, если не невозможно.

Усложняет ситуацию продолжающееся разрушение крупных отходов. Волны, солнечный свет и механическое изнашивание постепенно дробят пластиковые предметы, образуя всё более мелкие частицы, которые могут сохраняться в морской среде и попадать в пищевую цепочку. И вот, пока ищут всё более совершенные системы по сбору пластика из океанов, самая труднодоступная часть может уже начать оставлять узнаваемый след в космосе.