Elke dag komen er tonnen plastic afval in de oceaan terecht, en het meeste hoopt zich op in het midden van afvalplekken, die de neiging hebben om op het oppervlak van de oceanen te drijven in het midden van elk van hun regio's. De meest beruchte, bekend als de Great Pacific Garbage Patch, ligt in de noordelijke Stille Oceaan.

Onderzoekers in de VS en Duitsland besloten te onderzoeken welke paden puin van de kusten naar het midden van de oceanen transporteren, evenals de relatieve sterktes van verschillende subtropische gyres in de oceanen en hoe deze de ophoping van puin op lange termijn beïnvloeden.

In Chaos , Philippe Miron, Francisco Beron-Vera, Luzie Helfmann, en Peter Koltai rapporteren over het maken van een Markov-ketenmodel van de oppervlaktedynamiek van de oceanen op basis van historische trajecten van oppervlakteboeien. Hun model beschrijft de waarschijnlijkheid dat plastic afval van het ene gebied van het oceaanoppervlak naar het andere wordt getransporteerd.

"Oppervlakteafval komt vrij van de kust en wordt verdeeld volgens het aandeel van hun locatie in het wereldwijde plastic afval op het land dat in de oceaan terechtkomt, " zei Miron, een assistent-wetenschapper aan de Universiteit van Miami. "Om de verspreiding van drijvend puin op lange termijn te observeren, gestrand puin wordt opnieuw in het systeem geïnjecteerd volgens dezelfde distributie. We noemen dit model 'vervuilingsbewust, ' omdat het de injectie modelleert, spreiding, en recirculatie van puin in het systeem."

Overgangspadtheorie stelt de onderzoekers in staat om paden of overgangspaden te identificeren die een bron rechtstreeks met een doel verbinden.

"In dit werk, we richten ons op paden van de kust naar de subtropische gyres, van de ene gyre naar de andere, en van de gyres naar de kust, ' zei Miron.

De onderzoekers leidden de paden van puin af en onderzochten de stabiliteit van de vuilnisbelt door de verbinding tussen hen en hun vermogen om afval vast te houden te kwantificeren.

"We hebben een zeer waarschijnlijk overgangskanaal geïdentificeerd dat de Great Pacific Garbage Patch verbindt met de kusten van Oost-Azië, wat wijst op een belangrijke bron van plasticvervuiling daar, "zei Miron. "En de zwakte van de gyre in de Indische Oceaan als plastic afvalvanger komt overeen met overgangspaden die niet samenkomen in de gyre."

Ze ontdekten dat gyres, in het algemeen, zwak met elkaar verbonden of losgekoppeld zijn.

"Inderdaad, bij abnormaal harde wind, een subtropische gyre exporteert eerder afval naar de kusten dan naar een andere gyre, ' zei Miron.

Een van de grootste ontdekkingen die de groep deed, is dat de subtropische werveling in de noordelijke Stille Oceaan het meeste puin aantrekt, in overeenstemming met eerdere beoordelingen, de Zuid-Pacifische gyre onderscheidt zich als de meest duurzame, omdat puin minder paden naar buiten en naar andere gyres heeft.

"Onze resultaten, inclusief vooruitzichten voor nog niet direct of robuust geobserveerde afvalplekken, namelijk in de Golf van Guinee en in de Golf van Bengalen, gevolgen hebben voor het opruimen van de oceaan, "zei Miron. "De reactieve vervuilingsroutes die we hebben gevonden, bieden doelen - afgezien van de grote vuilnisplekken zelf - voor die opruimingsinspanningen."