La plastica è il tipo più comune di detriti che galleggia negli oceani del mondo. Le onde e la luce solare ne rompono gran parte in particelle più piccole chiamate microplastiche, frammenti di meno di 5 millimetri di diametro, all'incirca delle dimensioni di un seme di sesamo.

Per capire come l'inquinamento da microplastiche sta influenzando l'oceano, gli scienziati devono sapere quanto c'è e dove si accumula. La maggior parte dei dati sulle concentrazioni di microplastiche proviene da navi commerciali e di ricerca che trainano reti di plancton, lunghe, reti a forma di cono a maglia molto fine progettate per la raccolta di microrganismi marini.

Ma la pesca a strascico può campionare solo piccole aree e potrebbe sottovalutare le vere concentrazioni di plastica. Tranne nei vortici del Nord Atlantico e del Nord Pacifico, grandi zone in cui ruotano le correnti oceaniche, raccolta di detriti galleggianti:gli scienziati hanno eseguito pochissimi campionamenti per le microplastiche. E ci sono poche informazioni su come le concentrazioni di queste particelle variano nel tempo.

Per rispondere a queste domande, L'assistente di ricerca dell'Università del Michigan Madeline Evans e io abbiamo sviluppato un nuovo modo per rilevare le concentrazioni di microplastiche dallo spazio utilizzando il sistema satellitare di navigazione globale Cyclone della NASA. CYGNSS è una rete di otto microsatelliti lanciata nel 2016 per aiutare gli scienziati a prevedere gli uragani analizzando la velocità del vento tropicale. Misurano il modo in cui il vento irruvidisce la superficie dell'oceano, un indicatore che ci siamo resi conto che potrebbe essere utilizzato anche per rilevare e tracciare grandi quantità di microplastiche.

Alla ricerca di zone lisce

La produzione globale annua di plastica è aumentata ogni anno dagli anni '50, raggiungendo 359 milioni di tonnellate nel 2018. Gran parte di essa finisce in aperta, discariche incontrollate, dove può riversarsi nelle zone di drenaggio dei fiumi e infine negli oceani del mondo.

I ricercatori hanno documentato per la prima volta i detriti di plastica negli oceani negli anni '70. Oggi, si stima che rappresenti dall'80% all'85% dei rifiuti marini.

I radar sui satelliti CYGNSS sono progettati per misurare indirettamente i venti sull'oceano misurando il modo in cui irruvidiscono la superficie dell'acqua. Sapevamo che quando c'è molto materiale che galleggia nell'acqua, i venti non la inaspriscono tanto. Quindi abbiamo provato a calcolare quanto le misurazioni indicassero che la superficie era più liscia di quanto avrebbe dovuto essere se i venti della stessa velocità soffiassero sull'acqua limpida.

Questa anomalia - la "rugosità mancante" - risulta essere altamente correlata alla concentrazione di microplastiche vicino alla superficie dell'oceano. Dirlo in un altro modo, le aree in cui le acque superficiali sembrano insolitamente lisce contengono spesso elevate concentrazioni di microplastiche. La levigatezza potrebbe essere causata dalle stesse microplastiche, o forse da qualcos'altro che è associato a loro.

Combinando tutte le misurazioni effettuate dai satelliti CYGNSS mentre orbitano intorno al mondo, possiamo creare immagini time-lapse globali delle concentrazioni di microplastiche oceaniche. Le nostre immagini identificano prontamente il Great Pacific Garbage Patch e le regioni secondarie ad alta concentrazione di microplastiche nell'Atlantico settentrionale e negli oceani meridionali.

Monitoraggio dei flussi di microplastiche nel tempo

Poiché CYGNSS rileva costantemente la velocità del vento, ci permette di vedere come le concentrazioni di microplastiche cambiano nel tempo. Animando un anno di immagini, abbiamo rivelato variazioni stagionali che non erano note in precedenza.

Abbiamo scoperto che le concentrazioni globali di microplastiche tendono a raggiungere il picco nell'Atlantico settentrionale e nel Pacifico durante i mesi estivi dell'emisfero settentrionale. giugno e luglio, Per esempio, sono i mesi di punta per il Great Pacific Garbage Patch.

Le concentrazioni nell'emisfero australe raggiungono il picco durante i mesi estivi di gennaio e febbraio. Concentrazioni più basse durante l'inverno in entrambi gli emisferi sono probabilmente dovute a una combinazione di correnti più forti che rompono i pennacchi di microplastica e un aumento della miscelazione verticale, lo scambio tra la superficie e l'acqua più profonda, che trasporta parte della microplastica sotto la superficie.

Questo approccio può anche rivolgersi a regioni più piccole per periodi di tempo più brevi. Per esempio, abbiamo esaminato episodi di deflusso dalle foci dei fiumi cinesi Yangtze e Qiantang dove sfociano nel Mar Cinese Orientale. Questi eventi possono essere stati associati ad aumenti dell'attività di produzione industriale, o con aumenti della velocità con cui i gestori consentivano ai fiumi di scorrere attraverso le dighe.

Targeting migliore per le pulizie

La nostra ricerca ha diversi potenziali usi. Organizzazioni private, come The Ocean Cleanup, un'organizzazione senza scopo di lucro nei Paesi Bassi, e Clewat, un'azienda finlandese specializzata in tecnologie pulite, utilizzare navi appositamente attrezzate per raccogliere, riciclare e smaltire rifiuti marini e detriti. Abbiamo avviato conversazioni con entrambi i gruppi e speriamo di aiutarli a schierare le loro flotte in modo più efficace.

Le nostre immagini spaziali possono anche essere utilizzate per convalidare e migliorare i modelli di previsione numerica che tentano di tracciare il modo in cui le microplastiche si muovono attraverso gli oceani utilizzando modelli di circolazione oceanica. Gli studiosi stanno sviluppando diversi di questi modelli.

Mentre le anomalie di rugosità oceaniche che abbiamo osservato sono fortemente correlate con le concentrazioni di microplastiche, le nostre stime di concentrazione si basano sulle correlazioni che abbiamo osservato, non su una nota relazione fisica tra microplastiche galleggianti e rugosità dell'oceano. It could be that the roughness anomalies are caused by something else that is also correlated with the presence of microplastics.

One possibility is surfactants on the ocean surface. These liquid chemical compounds, which are widely used in detergents and other products, move through the oceans in ways similar to microplastics, and they also have a damping effect on wind-driven ocean roughening.

Further study is needed to identify how the smooth areas that we identified occur, and if they are caused indirectly by surfactants, to better understand exactly how their transport mechanisms are related to those of microplastics. But I hope this research can be part of a fundamental change in tracking and managing microplastic pollution.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.