Норвежские исследователи обнаружили, что за последние двадцать лет вода в районе Большого тихоокеанского мусорного пятна стала ярче и приобрела более выраженный сине-зеленый оттенок.
Анализ спутниковых наблюдений и компьютерное моделирование показали, что одна из вероятных причин — накопление взвешенного микропластика. В будущем обнаруженный эффект потенциально может помочь отслеживать загрязнение океана по цвету. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.
Большое тихоокеанское мусорное пятно — зона скопления пластикового мусора в северной части Тихого океана, где океанические течения способствуют концентрации плавающих отходов. Помимо крупных предметов, заметных на поверхности, в этом районе накапливаются и более мелкие частицы микропластика. Их сложнее обнаруживать и измерять: они находятся во взвешенном состоянии в толще воды и по своим оптическим свойствам могут напоминать естественные частицы, например органические остатки и планктон. Ранее исследователи показывали, что микропластик может менять оптические свойства морской воды, однако такие данные были разрозненными. Кроме того, на цвет воды влияет множество факторов от количества фитопланктона до температуры, поэтому выделить эффект микропластика было непросто.
Разобраться в этом вопросе попробовали норвежские ученые под руководством Ши Читама (Shea Cheatham) из Университета Бергена. Они проанализировали массив спутниковых данных за двадцать лет (с августа 2002 по сентябрь 2022 года) и проследили, как меняется спектр отражения поверхности океана. Оказалось, что в зоне Большого тихоокеанского мусорного пятна отражение синего и зеленого света было стабильно выше, чем в соседних менее загрязненных зонах.
Чтобы выяснить, может ли эффект объясняться присутствием микропластика, использовали модель переноса излучения. Она позволяет рассчитывать, как свет распространяется в системе океан — атмосфера и как на его отражение влияют различные вещества в воде. В моделирование включили микропластик и естественные компоненты морской воды — соли, взвешенные органические вещества и фитопланктон. Расчет подтвердил, что микропластик увеличивает отражение света в синей и зеленой частях спектра, причем максимум наблюдается около длины волны 490 нанометров. Эффект превышает порог погрешности при концентрации микропластика 5 миллиграмм на кубический метр (в зоне Большого Мусорного Пятна его концентрация еще в 2018 году достигала 17 миллиграмм на кубический метр)
Чтобы изолировать влияние микропластика, ученые сгенерировали более 50 тысяч вариантов изменения спектра отражения океана, варьируя концентрации микропластика и природных компонентов воды. Без пластика одновременное увеличение отражения в синем и зеленом диапазонах тоже встречалось, но очень редко — лишь в трех процентах вариантов. Когда в модель добавили микропластик, доля таких сценариев выросла до 13 процентов — более чем в четыре раза.
Таким образом, спутниковые наблюдения согласуются с гипотезой о том, что микропластик вносит вклад в изменение цвета воды возле Большого тихоокеанского мусорного пятна. В то же время авторы работы отмечают, что концентрацию частиц в этом районе пока не измеряли в масштабах, необходимых для проверки результатов. Для окончательного подтверждения гипотезы потребуются дополнительные измерения непосредственно в океане.
Автор: Наталья Самойлова