Jaarlijks komt er naar schatting 8 miljoen ton plastic afval in de oceaan terecht. en het meeste ervan wordt door zon en golven gehavend tot microplastics - kleine vlekjes die honderden of duizenden mijlen van hun punt van binnenkomst door stroming kunnen stromen.

Het puin kan het zeeleven en mariene ecosystemen schaden, en het is buitengewoon moeilijk op te sporen en op te ruimen.

Nutsvoorzieningen, Onderzoekers van de Universiteit van Michigan hebben een nieuwe manier ontwikkeld om microplastics in de oceaan over de hele wereld te spotten en in de loop van de tijd te volgen, het verstrekken van een dag-tot-dag tijdlijn van waar ze het water in gaan, hoe ze bewegen en waar ze verzamelen.

De aanpak is gebaseerd op het Cyclone Global Navigation Satellite System, of CYGNSS, en kan een globaal beeld geven of inzoomen op kleine gebieden voor een hoge resolutie foto van microplastic dat vrijkomt vanaf één locatie.

De techniek is een grote verbetering ten opzichte van de huidige volgmethoden, die voornamelijk afhankelijk zijn van vlekkerige rapporten van planktontrawlers die samen met hun vangst microplastics vangen.

"We zijn nog vroeg in het onderzoeksproces, maar ik hoop dat dit deel kan uitmaken van een fundamentele verandering in de manier waarop we microplasticvervuiling opsporen en beheren, " zei Chris Ruf, de Frederick Bartman Collegiate Professor of Climate and Space Science aan de UM, hoofdonderzoeker van CYGNSS en senior auteur van een nieuw gepubliceerd artikel over het werk.

Hun eerste observaties zijn onthullend.

Seizoenswisselingen in de Great Pacific Garbage Patch

Het team ontdekte dat de wereldwijde concentraties van microplastics de neiging hebben om per seizoen te variëren, piek in de Noord-Atlantische Oceaan en de Stille Oceaan tijdens de zomermaanden van het noordelijk halfrond. juni en juli, bijvoorbeeld, zijn de piekmaanden voor de Great Pacific Garbage Patch, een convergentiezone in de noordelijke Stille Oceaan waar microplastic zich in enorme hoeveelheden verzamelt.

Concentraties op het zuidelijk halfrond piek tijdens de zomermaanden januari en februari. In de winter zijn de concentraties meestal lager, waarschijnlijk te wijten aan een combinatie van sterkere stromingen die microplasticpluimen opbreken en een verhoogde verticale menging die ze verder onder het wateroppervlak drijft, zeggen onderzoekers.

De gegevens toonden ook verschillende korte pieken in de concentratie van microplastics aan de monding van de Yangtze-rivier, waarvan lang werd vermoed dat het de belangrijkste bron was.

"Het is één ding om een ​​bron van microplasticvervuiling te vermoeden, maar iets heel anders om het te zien gebeuren, Ruf zei. "De gegevens over microplastics die in het verleden beschikbaar waren, waren zo schaars, gewoon korte snapshots die niet herhaalbaar zijn."

De onderzoekers maakten visualisaties die microplasticconcentraties over de hele wereld laten zien. Vaak zijn de accumulatiegebieden te wijten aan de heersende lokale waterstromingen en convergentiezones, met de Pacifische patch als het meest extreme voorbeeld.

"Wat de pluimen uit grote riviermondingen opmerkelijk maakt, is dat ze een bron zijn in de oceaan, in tegenstelling tot plaatsen waar de microplastics zich ophopen, ' zei Ruf.

Ruf zegt dat de informatie organisaties kan helpen die microplastics opruimen, schepen en andere middelen efficiënter in te zetten. De onderzoekers zijn al in gesprek met een Nederlandse opruimorganisatie, De oceaanopruiming, om samen te werken om de eerste bevindingen van het team te valideren. Single-point release-gegevens kunnen ook nuttig zijn voor het VN-agentschap UNESCO, die een taskforce heeft gesponsord om nieuwe manieren te vinden om het vrijkomen van microplastics in de wateren van de wereld te volgen.

Orkaanvolgsatellieten richten hun blik op plasticvervuiling

Ontwikkeld door Ruf en UM-student Madeline Evans, de trackingmethode maakt gebruik van bestaande gegevens van CYGNSS, een systeem van acht microsatellieten dat in 2016 werd gelanceerd om het weer nabij het hart van grote stormsystemen te volgen en voorspellingen over de ernst ervan te versterken. Ruf leidt de CYGNSS-missie.

De sleutel tot het proces is de ruwheid van het oceaanoppervlak, die CYGNSS al meet met behulp van radar. De metingen zijn voornamelijk gebruikt om de windsnelheid te berekenen in de buurt van de ogen van orkanen, maar Ruf vroeg zich af of ze ook voor andere doeleinden konden worden gebruikt.

"We hadden deze radarmetingen van oppervlakteruwheid gedaan en gebruikt om de windsnelheid te meten, en we wisten dat de aanwezigheid van dingen in het water de reactie op de omgeving verandert, " zei Ruf. "Dus ik kwam op het idee om alles achterstevoren te doen, veranderingen in reactievermogen gebruiken om de aanwezigheid van spullen in het water te voorspellen."

Met behulp van onafhankelijke windsnelheidsmetingen van NOAA, het team zocht naar plaatsen waar de oceaan minder ruw leek dan gezien de windsnelheid zou moeten. Vervolgens koppelden ze die gebieden aan feitelijke waarnemingen van planktontrawlers en oceaanstromingsmodellen die de migratie van microplastic voorspellen. Ze vonden een hoge correlatie tussen de gladdere gebieden en die met meer microplastic.

Het team van Ruf gelooft dat de veranderingen in de ruwheid van de oceaan niet direct worden veroorzaakt door de microplastics, maar in plaats daarvan door oppervlakteactieve stoffen - een familie van olieachtige of zeepachtige verbindingen die de oppervlaktespanning op het oppervlak van een vloeistof verlagen. Oppervlakteactieve stoffen hebben de neiging om microplastics in de oceaan te vergezellen, zowel omdat ze vaak samen met microplastics vrijkomen als omdat ze op dezelfde manier reizen en verzamelen als ze eenmaal in het water zijn.