Сміттєва пляма в Тихому океані виявилася вдесятеро важчою

Вчені-екологи провели докладний кількісний аналіз океанського пластикового сміття в одному з найбільших світових скупчень - великій тихоокеанській сміттєвій плямі. На основі проведених вимірювань вчені побудували математичну модель, за допомогою якої оцінили загальну масу сміття всередині плями, займану ним площу, і розподіл за розмірами. Виявилося, що попередні дослідження недооцінювали загальну масу пластику в цій області приблизно в 4-16 разів, пишуть вчені в.

Через конфігурацію океанських течій у деяких областях океану накопичується велика кількість сміття антропогенного походження. Одна з таких скупчень - велика тихоокеанська сміттєва пляма, розташована в Тихому океані між узбережжям Каліфорнії і Гавайськими островами. Площа цього скупчення становить понад мільйон квадратних кілометрів, а точних оцінок сумарної маси плаваючого сміття (серед якого, наприклад, рибальські мережі, пластикові пляшки, уламки буйків, мотузки, плівки, різні типи упаковок) на даний момент проведено не було. Деякі вимірювання дозволяли лише оцінити мінімальну можливу масу, яка становила при обліку різних типів сміття від 5 до 20 тисяч тонн.

Група вчених під керівництвом Лорана Лебретона (Laurent Lebreton) з Фонду очищення океану провела вимірювання кількості різних типів пластикового сміття в цій області Тихого океану, і на основі отриманих даних екологи змоделювали сміттєву пляму і оцінили її сумарну масу і площу. Оскільки 99,9 відсотків всього сміття на поверхні океану становить пластик, то в якості основного джерела даних для моделі вчені використовували результати вимірювань про вміст у плямі чотирьох типів пластикового сміття різного розміру: мікропластику (розміром від 0,05 до 0,5 сантиметрів), мезопластику (від 0,5 до 5 сантиметрів), макропластику (від 5 до 50 сантиметрів) і мегапластику (понад 50 сантиметрів).

Вимірювання проводилися з липня по вересень 2015 року. Всього було проведено 652 заміри в різних точках великої тихоокеанської сміттєвої плями. Кількість великих одиниць найбільшого сміття вчені також оцінювали за допомогою зйомки поверхні океану з літака. Виходячи з зібраних даних була побудована математична модель, яка дозволила розрахувати масу, площу і розподіл сміття в плямі за розмірами.

Результати обчислень показали, що в сміттєвій плямі міститься приблизно 80 тисяч тонн пластику, які сумарно займають площу близько 1,6 мільйонів квадратних кілометрів. Ця маса приблизно в 4 рази більше максимальної з попередніх оцінок і в 16 разів більше величини, отриманий в результаті попередніх вимірювань кількості сміття, зібраного в тралові мережі.

Крім загальної маси пластику в сміттєвій плямі вчені провели аналіз його фракційного складу. Виявилося, що понад три чверті всіх об'єктів у плямі мають розмір понад 50 сантиметрів, і практично наполовину пляма складається з елементів рибальських мереж. При цьому, наприклад, вміст найбільш дрібнорозмірного мікропластикового сміття (в основному, це окремі елементи, уламки і обривки інших типів сміття) становить тільки близько восьми відсотків всього сміття по масі, але при цьому відразу 94 відсотки, якщо рахувати сміття поштучно (всього в плямі приблизно 1,8 трильйонів одиниць пластикового сміття).

При цьому маса мікропластикового сміття значно зросла за останні роки: якщо в 1970-х роках на кожен квадратний кілометр поверхні океану всередині сміттєвої плями в середньому припадало приблизно 0,4 кілограма мікропластику, то до 2015 року ця маса зросла більш ніж в 3 рази: до 1,23 кілограмів.

Відмінності порівняно з попередніми вимірами вчені пов'язують як з уточненням методів аналізу, так і безпосередньо зі збільшенням кількості сміття за час, що минув між дослідженнями. Однією з можливих природних причин збільшення кількості пластику вчені також називають велике цунамі, викликане землетрусом біля східного берега острова Хонсю в 2011 році.

При цьому, з'ясувалося, що накопичення пластику в сміттєвій плямі носить експоненційний характер і цей процес відбувається швидше, ніж якби нове сміття з'являлося тільки за рахунок океанських течій. Отримані результати, за словами авторів дослідження, повинні допомогти зрозуміти точні механізми збільшення маси пластикового сміття і розробити способи боротьби з його наслідками.

Щоб розібратися, за якими механізмами в океані формуються острови зі сміття або інших пасивно плаваючих об'єктів (наприклад, колоній різних біоорганізмів), часто вченим доводиться використовувати досить складні фізичні моделі, засновані на гідродинамічних підходах або кінетичної теорії газів. Наприклад, за допомогою одного з таких методів, вчені встановили, що процес дрейфу сміття складається з двох основних стадій: спочатку невеликі об'єкти формуються в кластери, після чого ці кластери повільно розходяться один від одного.