Космический радар исследовал глобальное разделение микропластика в океанах

Исследователи разработали новый метод фиксации глобального распределения микропластика в океанах с помощью биостатического космического радара. Он основан на измерении шероховатости поверхности воды, которая изменяется под влиянием веществ, являющимися индикаторами микропластика. Об этом рассказала nauka.ua со ссылкой на статью в журнале IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing.

Насколько океаны загрязнены пластиком?

Ежегодное глобальное производство пластика росло с каждым годом, начиная с 1950 года, и в 2018 г. достигло 359 млн тонн. Такая тенденция в сочетании с некачественной инфраструктурой и практикой обращения с отходами приводит к опасным свалкам мусора. Пластик попадает в водостоки и впоследствии распространяется в Мировом океане. Наличие пластикового мусора здесь впервые задокументировали в 1970-х годах, и по подсчетам, пластик сейчас составляет 80–85 % морского мусора. Большие пластиковые изделия разрушаются под действием ультрафиолетового излучения и волн, распадаясь на более мелкие частицы, которые называются микропластиком.

Обычно распределение микропластика в океане отслеживают с помощью планктона, однако оценки на основе такого способа занижены. Кроме того, образцы из Северотихоокеанского и Североатлантического течений исследованы мало. К тому же, распределение пластиковых частиц быстро меняется: даже при умеренном ветре они способны преодолевать 100 км за день. Изменения также зависят и от времени суток.

Какой метод отслеживания микропластика разработали исследователи?

Метод ученых основан на использовании системы Cyclone Global Navigation Satellite System. Это бистатические радары на низкой околоземной орбите, предназначенные для измерения скорости ветра над поверхностью океанов. Сила отраженного от поверхности океана сигнала зависит от ее шероховатости, на которую, в свою очередь, влияет скорость ветра. Исследователи использовали работу этих спутников, чтобы оценить концентрации микропластика в океане, анализируя отклонения измеряемой шероховатости океана от прогнозируемой для заданной скорости ветра. Отрицательные аномалии в шероховатости указывают на то, что поверхность океана была менее шероховатая под действием ветра, чем это было бы, если бы в воде не было микропластика.

Как его проверили?

Исследователи сравнили данные о аномалий шероховатости поверхности с прогнозируемым распределением микропластика. Оказалось, что регионы высокой и низкой концентрации пластика в целом совпадают с моделями. В частности метод позволил зафиксировать Большое тихоокеанское мусорное пятно.

Распределение аномалий шероховатости (а), смоделирована концентрация пластика (b) и концентрация пластика, рассчитанная с помощью метода исследователей (с). Madeline C. Evans, Christopher S. Ruf

Кроме того, ученые также создали глобальные ежемесячные карты концентрации микропластика за июнь, сентябрь, декабрь 2017 г. и март 2018 г., чтобы изучить сезонные изменения. Оказалось, что концентрации микропластика в обоих полушариях высокая летом, а самая низкая — зимой. Эта зависимость может быть обусловлена ​​сезонными схемами атмосферной и океанической циркуляции. Например, в районах Тихого океана средних широт наблюдаются сильные течения и усиление вертикального перемешивания в зимние месяцы обоих полушарий. Такое усиленное перемешивание, как правило, уменьшает приповерхностные концентрации микропластика и поверхностно-активных веществ, тем самым уменьшая их влияние на шероховатость поверхности.

Концентрация микропластика по месяцам. Madeline C. Evans, Christopher S. Ruf

Также мы писали о запрете пластиковых пакетов: что изменится для украинцев.