Brian Yurasits / Unsplash, CC BY-SA
Av de hundrevis av millioner tonn plastavfall vi produserer hvert år, anslås det at rundt ti millioner tonn kommer ut i havet. Omtrent halvparten av plasten som produseres er mindre tett enn vann, og så flyter de. Men forskere anslår at det bare er ca. 0.3 millioner tonn av plast som flyter ved havoverflaten, så hvor går resten av den?
Tenk på reisen til en plastfiber som er kastet fra fleece. Et kraftig regn skyller det ned i et stormavløp eller en elv i nærheten. Setter den bittesmå fiberen seg der? Eller fører elven den ut til kysten der den dveler på havbunnen? Eller fortsetter den å flyte lenger ut - endelig til slutt i det store åpne havet?
Det svimlende mangfoldet av former plastavfall kan ta, betyr at en fibers skjebne bare er ett mysterium blant utallige andre.
Å finne ut hvor all manglende plast havner kan hjelpe oss med å finne ut hvilke deler av havet som er mest berørt av denne typen forurensning - og hvor vi skal fokusere på oppryddingsarbeid. Men for å gjøre det må vi være i stand til å forutsi stiene til forskjellige typer plast, noe som krever at store team av fysikere, biologer og matematikere jobber sammen.
Det er det forskergruppen vår gjør. Her er hva vi har lært så langt.
Plastveier
Vi vet allerede at store plaststykker, som flasker, kan flyte på havoverflaten i årevis, om ikke århundrer, og ta lang tid å bryte ned. Strømmer, vind og bølger kan, etter en reise på flere år, bringe dem til sentrum av havbassengene, der de samler seg i 1,000 km brede sirkulasjonssystemer kjent som gyres. Det store “søppelflekker”Resultatet ligner mer på en suppe av plast enn en øy med søppel.
Men skjebnen til plastfibre - kanskje de minste plastfragmentene som når havet - er mer kompleks. Store fibre kan brytes opp over dager og uker i enda mindre biter, på grunn av turbulens fra å bryte bølger og ultrafiolett stråling fra solen. Disse kalles mikroplast, og de varierer i størrelse fra fem millimeter til flekker mindre enn bakterier.
Mikroplast kan spises av fisk - det anslås at én av tre ?sh spist av mennesker inneholder mikroplast. Små partikler kan også konsumeres av dyreplankton - mikroskopiske dyr som flyter ved overflaten - som deretter spises av enda større dyr, inkludert hvaler.
Mikroorganismer kan også vokse på overflaten av mikroplast, i en prosess kjent som ”biofouling” som får dem til å synke. Mudderete elver, som Mississippi eller Amazonas, inneholder leire som bosette seg raskt når de kommer i kontakt med salt havvann. Mikroplast kan bæres ned av sedimenteringsleiren, men hvor mye dette skjer nøyaktig er ukjent.
Å kvantifisere alle disse resultatene for hver plastbit er en enorm utfordring. Hvilken brøkdel havner i fisk, ført ned av leire eller dekket av mikrobielt slim på havbunnen? Av brøkdelen av plast som kommer helt ut til det åpne havet, er det uklart hvor lang tid det tar for biofouling eller andre krefter å trekke partiklene godt under overflaten for å begynne sin lange, siste nedstigning til havbunnen.
Med alle disse kompliserende faktorene kan det virke håpløst å forutsi hvor plast til slutt havner. Men vi gjør sakte fremgang.
Fang en bølge
Hvis du noen gang har vært på en båt i hakkete farvann, kan du tro at du bare bobber opp og ned på samme sted. Men du beveger deg faktisk veldig sakte i retning av bølgene. Dette er et fenomen kjent som Stokes driver, og det påvirker også flytende plast.
For partikler mindre enn 0.1 millimeter er det å bevege oss gjennom sjøvann som vi vasser gjennom honning. Men viskositeten til sjøvann har mindre innflytelse på plast som er større enn en millimeter. Hver bølge gir disse større partiklene et ekstra trykk i retning. Ifølge foreløpig forskning som for tiden er under gjennomgang, kan dette bety at større plast blir utført til sjøs mye raskere enn bittesmå mikroplast, noe som gjør dem mindre sannsynlig å bosette seg i deler av havet hvor det finnes mer marint liv - rundt kysten.
Denne forskningen involverte å studere sfæriske plastpartikler, men mikroplastavfall kommer i alle slags former og størrelser, inkludert skiver, stenger og fleksible fibre. Hvordan påvirker bølger der de havner?
En nylig studie fant at ikke-sfæriske partikler justerer seg med bølgeretningen, noe som kan senk hastigheten hvor de synker. Lab eksperimenter har videre vist hvordan formen på hver plastpartikkel påvirker hvor langt den transporteres. Det er mer sannsynlig at mindre sfæriske partikler kommer lenger fra kysten.
Å løse mysteriet om manglende plast er en vitenskap i begynnelsen. Evnen til bølger til å transportere store mikroplaster raskere enn tidligere antatt hjelper oss å forstå hvorfor de nå finnes over hele verdenshavene, inkludert i Arktis og rundt Antarktis. Men å finne fiberen som ble trukket fra fleece er fortsatt mer utfordrende enn å finne en nål i en høystak.
Om forfatterne
Bruce Sutherland, professor i fysikk, University of Alberta; Michelle DiBenedetto, assisterende professor i maskinteknikk, University of Washingtonog Ton van den Bremer, lektor i ingeniørfag, Delft University of Technology
Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.
Bøker om miljøet fra Amazons bestselgerliste
"Stille vår"
av Rachel Carson
Denne klassiske boken er et landemerke i miljøvernets historie, og trekker oppmerksomheten til skadevirkningene av plantevernmidler og deres innvirkning på den naturlige verden. Carsons arbeid bidro til å inspirere den moderne miljøbevegelsen og er fortsatt relevant i dag, mens vi fortsetter å kjempe med utfordringene med miljøhelse.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Den ubeboelige jorden: Livet etter oppvarming"
av David Wallace-Wells
I denne boken gir David Wallace-Wells en sterk advarsel om de ødeleggende effektene av klimaendringer og det presserende behovet for å håndtere denne globale krisen. Boken trekker på vitenskapelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for å gi et nøkternt blikk på fremtiden vi står overfor hvis vi ikke tar grep.
Klikk for mer info eller for å bestille
"The Hidden Life of Trees: Hva de føler, hvordan de kommuniserer? Oppdagelser fra en hemmelig verden"
av Peter Wohlleben
I denne boken utforsker Peter Wohlleben trærnes fascinerende verden og deres rolle i økosystemet. Boken bygger på vitenskapelig forskning og Wohllebens egne erfaringer som skogbruker for å gi innsikt i de komplekse måtene trær samhandler med hverandre og naturen på.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Huset vårt er i brann: Scener av en familie og en planet i krise"
av Greta Thunberg, Svante Thunberg og Malena Ernman
I denne boken gir klimaaktivisten Greta Thunberg og hennes familie en personlig beretning om deres reise for å øke bevisstheten om det presserende behovet for å ta tak i klimaendringer. Boken gir en kraftfull og rørende beretning om utfordringene vi står overfor og behovet for handling.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Den sjette utryddelsen: en unaturlig historie"
av Elizabeth Kolbert
I denne boken utforsker Elizabeth Kolbert den pågående masseutryddelsen av arter forårsaket av menneskelig aktivitet, ved å trekke på vitenskapelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for å gi et nøkternt blikk på virkningen av menneskelig aktivitet på den naturlige verden. Boken tilbyr en overbevisende oppfordring til handling for å beskytte mangfoldet av liv på jorden.
