В центре северной части Тихого океана скрывается чудовище, не кракен и не Ктулху, а растущее гигантское творение человечества.
Большое тихоокеанское мусорное пятно — это огромное, дрейфующее скопление пластикового мусора, занимающее территорию, примерно вдвое превышающую площадь штата Техас .
Оно переносится и концентрируется океанскими течениями, но это не, как может показаться из описания, единое застывшее скопление мусора. Оно настолько рассеяно, что его невозможно обнаружить на спутниковых снимках с околоземной орбиты.
По крайней мере, мы так думали.
Согласно новому исследованию специалистов по океанографической оптике Шеа Четама, Даниэля Костнера и Бёрге Хамре из Университета Бергена в Норвегии, концентрация микропластика в мусорном пятне могла стать достаточно высокой, чтобы изменить цвет океана, в котором он дрейфует.
«Мы были шокированы, взволнованы и немного встревожены, увидев такое же изменение цвета океана на карте после анализа первого набора спутниковых данных о мусорном пятне», — сказал Читэм изданию ScienceAlert.
«Нашей первой реакцией было недоверие, что и побудило нас проверить два других набора спутниковых данных, чтобы убедиться, что мы хотя бы отдаленно можем наблюдать тот же самый признак, что и в наших моделях».
Большое тихоокеанское мусорное пятно находится в пределах гигантской круговой системы течений в северной части Тихого океана, называемой круговоротом, которая стала водосборным бассейном для пластикового мусора. По оценкам исследования 2018 года , оно содержало около 1,8 триллиона кусков пластика весом около 79 000 метрических тонн.
Значительная часть этой массы состоит из выброшенного рыболовного оборудования, при этом более позднее исследование показало, что существенная доля крупного мусора связана с рыболовными предприятиями Японии, Китая, Южной Кореи, Тайваня и США.
Однако по численности преобладают мельчайшие фрагменты микропластика, составляющие, по оценкам, 94 процента плавающих в этом пятне частиц, хотя и всего 8 процентов от его общей массы.
Работа Читэм и ее коллег началась не с изучения Большого тихоокеанского мусорного пятна, а с исследования того, как похожие фрагменты микропластика взаимодействуют со светом в морской среде.
В частности, проект возник на основе лабораторных исследований, изучавших поглощение и рассеивание света микропластиком, и сравнивавших его оптические свойства со свойствами природных материалов в морской воде, включая фитопланктон и минералы.
И тут обнаружилось нечто интригующее.
«Мы обнаружили некоторые уникальные свойства, которые позволяют предположить, что микропластик рассеивает и поглощает свет по-разному, что потенциально может создавать уникальные оптические сигнатуры, которые можно обнаружить в некоторых океанических средах», — пояснил Читэм.
Затем исследователи обратились к моделированию, чтобы выяснить, можно ли обнаружить эти признаки с помощью современных спутниковых технологий. Их моделирование показало, что оптический эффект может возникать при концентрациях микропластика, которые, возможно, уже присутствуют в Большом тихоокеанском мусорном пятне.
Таким образом, следующий шаг был очевиден.
«Мы решили изучить существующие спутниковые данные, чтобы выяснить, есть ли какие-либо изменения в цвете океана, соответствующие признакам микропластика, показанным в наших симуляциях», — сказал Читэм.
И вот оно.
На основе спутниковых наблюдений, проводившихся с 2002 по 2022 год, исследователи выявили незначительное, но статистически значимое увеличение яркости океана в синих и зеленых тонах вблизи Большого тихоокеанского мусорного пятна – постепенно нарастающий голубой оттенок.
Это соответствовало оптическому излучению, которое, согласно их моделированию, могли бы производить микропластик.
Морская вода может быть довольно мутной. В ней плавают всевозможные частицы и растворенные вещества, и в океаническом круговороте содержится гораздо больше, чем просто мусор.
Но ученые также довольно хорошо представляют себе, как выглядят различные скопления морских организмов из космоса.
Например, фитопланктон поглощает синие и красные волны, из-за чего океан выглядит зеленее. Растворенные органические вещества поглощают больше синего света, придавая воде более темный или коричневый оттенок.
Микропластик ведёт себя по-разному.
«Интересно то, что микропластик, как правило, практически не поглощает свет в видимом спектре и является сильным рассеивателем», — сказал Читэм.
«Таким образом, они осветляют океан, и это осветление преимущественно происходит одновременно на синих и зеленых длинах волн».
Такое сочетание синего и зеленого свечения необычно. Изменения в фитопланктоне или растворенном органическом веществе могут изменить цвет океана, но их различные абсорбционные свойства делают маловероятным, что они произведут точно такой же эффект.
Другие частицы, такие как минеральная пыль, также могут рассеивать солнечный свет и освещать океан. Однако они, как правило, более многочисленны в прибрежных водах, и измерения, проведенные на расположенной неподалеку исследовательской станции, показали стабильную картину осаждения пыли в течение всего периода исследования.
Это не позволяет однозначно утверждать, что причиной являются микропластики. Исследователи обнаружили, что определенные сочетания естественных изменений окружающей среды могут создавать схожие признаки, хотя такие сценарии были относительно редки в их моделировании.
Тем не менее, соответствие между прогнозируемой сигнатурой, спутниковыми наблюдениями и их местоположением в Большом тихоокеанском мусорном пятне делает микропластик убедительным возможным объяснением.
Если это выглядит как микропластик в мусорном пятне, было бы глупо не расследовать возможность того, что это действительно микропластик в мусорном пятне.
Именно на этом этапе сейчас находятся исследователи. Принцип Оккама может указывать на микропластик, но для подтверждения необходимо проявлять научную осторожность, а это значит, что нужно провести анализ морской воды в Большом тихоокеанском мусорном пятне.
«Чтобы полностью ответить на вопрос, являются ли сами микропластики первопричиной изменения цвета океана, нам нужно будет отправиться к мусорному пятну, чтобы провести оптические измерения проб воды и количественно оценить количество присутствующего микропластика», — сказал Читэм.
«Мы надеемся, что сможем продолжить эту работу в будущем».
Если эти результаты подтвердят подозрения исследователей, мы сможем добавить еще одну отметку в список того, как загрязнение пластиком меняет мир в больших масштабах.
Однако микропластик, несмотря на то, что составляет лишь небольшую часть его массы, может представлять собой самую большую проблему для очистки Большого тихоокеанского мусорного пятна.
В ходе работ по очистке удалось удалить крупные обломки мусора. Для мельчайших фрагментов подобного решения нет.
«Удалить микропластик из водной толщи, особенно самые мелкие частицы, на которых мы сосредоточиваемся в нашем исследовании, практически невозможно, и именно эти частицы с наибольшей вероятностью попадают в основу морской пищевой цепи и оказываются на вашей тарелке», — сказал Читэм.
«В настоящее время единственный способ уменьшить загрязнение микропластиком — это предотвратить его попадание в воду».
Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Earth & Environment .
