Океаны Земли полны пластика
Хотя плавающие на поверхности мусорные пятна размером с государство и являются наиболее заметными, по оценкам, лишь 1% океанического пластика находится на поверхности. Остальные 99% скрываются в других частях океана и могут быть найдены в глубоководных районах, смешанных с отложениями морского дна. Эти частицы часто представляют собой микропластик: фрагменты пластиковых изделий, разложившихся до размера менее 1 миллиметра.
Учёные знают, что глубоководный пластик не просто опускается с поверхности, поскольку его распределение не совпадает с расположением поверхностных мусорных пятен. Результаты лабораторных экспериментов и кампаний по отбору проб морского дна заставили учёных предположить, что эти пластиковые частицы попадают в глубокий океан через мутьевые потоки — каскады воды, богатой осадками, которые текут из рек через континентальный шельф и вниз к морскому дну под действием силы тяжести. Но до сих пор никто не наблюдал этот процесс.
Новое исследование, опубликованное в журнале Environmental Science and Technology, представляет первые прямые доказательства существования подводного «лавинного» потока микропластика — мутьевого течения, которое переносит пластиковое загрязнение на дно глубокого океанского каньона. Полученные данные вызывают опасения по поводу того, как микропластик может влиять на морские организмы, поскольку те же мутьевые потоки способствуют формированию очагов биоразнообразия в тех же местах.
Измерение микропластика
Чтобы наблюдать за мутьевыми потоками в действии, исследовательская группа направилась в каньон Уиттард — подводный каньон в Кельтском море глубиной почти 4 километра. Они установили в каньоне датчики, которые могли измерять скорость мутьевого потока и определять концентрацию осадков.
Команда также установила ловушку для осадков непосредственно над морским дном для сбора материала, переносимого мутьевым потоком, и взяла керны донных и поддонных осадков в семи точках на разной глубине в каньоне.
В период с июня 2019 года по август 2020 года датчики зафиксировали шесть мутьевых течений, первое из которых заполнило ловушку для осадков. Анализ скорости потока и размера зёрен осадка показал, что мутьевой поток переносил даже крупные пластиковые отходы, включая сегменты пластиковой лески. Все образцы из ловушки для осадков и керны донных осадков содержали микропластиковые частицы.
Ловушка для осадков, собравшая осадок из первого наблюдаемого мутьевого потока, дала 82 микропластиковых предмета на 50 граммов высушенного осадка.
Образцы осадков из керна показали, что относительное соотношение фрагментов микропластика (крошечных пластиковых «кусков») и волокон микропластика (из синтетических тканей) увеличивается с глубиной каньона, что указывает на то, что фрагменты и волокна по-разному перемещаются в мутьевых потоках. Флориан Поль сказал, что хотел бы более подробно изучить свойства фрагментов и волокон (например, из какого пластика они сделаны), чтобы определить причину этого явления.
Кейн был поражён высокими концентрациями микропластика, обнаруженными в осадках, особенно потому, что каньон Уиттард находится так далеко от берега — в 300 километрах. «Довольно тревожно, что этот материал проникает так далеко в океанские бассейны», — сказал он.
Наблюдаемые в каньоне Уиттард «лавины» микропластика, вероятно, происходят и в других частях океанов Земли. Авторы пишут, что более 5000 подобных каньонов по всему миру могут быть важными конвейерами загрязнения в глубоководные районы. Некоторые из этих каньонов напрямую питаются реками на суше. Сезонные паводки на Сицилии, например, приносят большое количество пластиковых отходов в подводные каньоны.
Если каньон Уиттард получает много пластика, то, вероятно, другие каньоны, особенно те, которые более тесно связаны с реками на суше, получают ещё больше, сказал Кейн.
Пластик в экосистеме
Новое исследование — это «отличный первый шаг» к пониманию того, как микропластик достигает глубоководных районов, сказал Поль. «Это большая часть головоломки, чтобы понять, что эти потоки действительно переносят микропластик. Но теперь возникают дополнительные вопросы, например, сколько [пластика] они на самом деле переносят? И как это соотносится с общим бюджетом пластика на океанском дне?»
Те же мутьевые потоки, которые вымывают микропластик, также приносят кислород и питательные вещества в глубоководные районы, формируя очаги биоразнообразия в тех же местах, где накапливается пластиковое загрязнение. Такое пластиковое загрязнение часто содержит токсичные компоненты, опасные для морских организмов.
Фильтраторы поглощают токсичные пластиковые частицы, которые накапливаются вверх по пищевой цепи морских организмов. «Накопление через [пищевую] сеть — реальная опасность», — сказал Кейн.
Большая часть пластика в океане попадает туда через системы управления отходами. Одна из важных мер по снижению потока микропластиковых волокон в океан — это улучшение фильтрации на очистных сооружениях, сказал Кейн, добавив, что рыболовство и судоходство также являются основными источниками микропластика, на которые необходимо обратить внимание. Но микропластиковое загрязнение повсеместно встречается в окружающей среде, и уменьшить его присутствие в океане — «большая проблема», сказал Поль.