Отслеживание микропластика в океане из космоса
Исследователи из Мичиганского университета получили новые данные о перспективной методике отслеживания микропластика из космоса. Оказалось, что спутники лучше всего обнаруживают мыльные или маслянистые плёнки, а микропластик, как выяснилось, перемещается вместе с ними.
Микропластик — мельчайшие частицы, способные преодолевать сотни и тысячи миль по океанским течениям от точки попадания в воду — вредит морской жизни и экосистемам, и его крайне сложно отслеживать и удалять. Однако открытие 2021 года дало надежду, что спутники смогут предоставлять ежедневные данные о том, где микропластик попадает в воду, как перемещается и где скапливается, для усилий по предотвращению загрязнения и очистке.
Команда заметила, что данные системы CYGNSS (Cyclone Global Navigation Satellite System) показывают меньшую шероховатость поверхности — то есть более слабые и редкие волны — в районах океана, содержащих микропластик, по сравнению с чистыми зонами.
В предварительных тестах эта методика позволила обнаружить предполагаемые выбросы микропластика в устье реки Янцзы в Китае и выявить сезонные колебания в Большом тихоокеанском мусорном пятне — зоне схождения течений в северной части Тихого океана, где микропластик скапливается в огромных количествах. Но до сих пор природа связи между микропластиком и шероховатостью поверхности оставалась неясной.
Новое исследование, опубликованное в Scientific Reports, показывает, что аномалии в волновой активности вызваны не самим пластиком, а поверхностно-активными веществами (ПАВ) — мыльными или маслянистыми соединениями, которые часто попадают в воду вместе с микропластиком и перемещаются аналогичным образом.
Крис Руф, профессор климатологии и космических наук и соавтор исследования, поясняет, что спутниковый инструмент отслеживания станет значительным улучшением по сравнению с текущими методами, которые в основном полагаются на отрывочные отчёты с судов, вылавливающих микропластик вместе с планктоном.
«NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований США), Плимутская морская лаборатория в Великобритании и другие организации хорошо осведомлены о нашей работе, но нам нужно быть осторожными и полностью понять ограничения системы, прежде чем внедрять её повсеместно», — сказал Руф, который также возглавляет проект CYGNSS.
Команда собрала данные в лаборатории гидродинамики университета. Используя волновой бассейн, они измерили влияние ПАВ и гранул микропластика на волны, созданные как механически, так и ветром от вентилятора. Они обнаружили, что для влияния микропластика на шероховатость поверхности его концентрация должна быть намного выше, чем обычно встречается даже в загрязнённых районах океана. Однако ПАВ оказывали выраженный эффект: для генерации волн заданного размера в воде с ПАВ требовался более сильный ветер, а сами волны затухали быстрее, чем в чистой воде.
Юлин Пань, доцент и автор-корреспондент статьи, отмечает, что это первоначальное открытие стимулирует дальнейшее изучение взаимодействия ПАВ и микропластика в океане. «Следующая цель — понять точную взаимосвязь между тремя переменными: шероховатостью поверхности, микропластиком и ПАВ».
В планах исследователей — использование комбинации отбора проб воды, спутниковых наблюдений и компьютерного моделирования. В конечном итоге они надеются разработать систему, которую правительства и организации по очистке смогут использовать для обнаружения микропластика и прогнозирования его перемещения по водным путям.