Новые измерения увеличили количество частиц пластика во льдах Арктики в тысячу раз

В одном кубометре арктического льда может содержаться до нескольких миллионов микрочастиц пластика, выяснили немецкие ученые. Это примерно в тысячу раз больше, чем по результатам прежних измерений, проведенных в 2014 году. Таким образом, лед в Северном Ледовитом океане может выступать в качестве временного «хранилища» для пластиковых микрочастиц, и в процессе таяния он станет заметным источником пластика в океанской воде, пишут исследователи в Nature Communications.

Сейчас в мире производится примерно 300 миллионов тонн пластика в год, при этом большая часть пластиковых отходов не перерабатывается, а выбрасывается. Значительное количество пластикового мусора накапливается и мировом океане: например, по последним оценкам, в одном из крупнейших мусорных пятен в Тихом океане содержится от 5 до 20 тысяч тонн пластика. Пластиковый мусор уже заметно влияет на океанских животных, например, загрязняя и обесцвечивая коралловые рифы в Тихом океане или встраиваясь в пищевые цепи морских экосистем.

Немецкие ученые из Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера под руководством Илки Пеекен (Ilka Peeken)
показали, что значительная часть микрочастиц пластика (размером меньше 5 миллиметров) накапливается и арктическом льду. Для этого с помощью Фурье-спектроскопии в инфракрасной области ученые проанализировали состав ледяных кернов, взятых в нескольких точках Северного Ледовитого океана с 2005 по 2015 год. По словам авторов исследования, в результате исследования им впервые удалось провести детальное картирование концентрации пластиковых микрочастиц в Арктике.

Оказалось, что для разных участков океана концентрация пластиковых микрочастиц составляет от 1 до 12 миллионов штук на кубический метр — это примерно на три порядка больше показателей, которые были получены в предыдущем подобном исследовании, опубликованном в 2014 году. Подавляющая часть частиц имела размер меньше 50 микрометров, а две трети частиц были меньше 11 микрометров. Максимальная концентрация микропластика была зафиксирована в образцах льда из пролива Фрама.

Всего в образцах было обнаружено 17 различных видов микропластика. Больше всего было найдено микрочастиц масляного лака (это полиакрилат и полиуретан), полиэтилена, этиленвинилацетата и ацетилцеллюлозы. При этом химический состав микрочастиц пластика отличался как между образцами льда, собранными в различных областях океана, так и в различных горизонтальных слоях льда, которые были закристаллизованы в разное время.

По словам ученых, содержание микропластика во льду примерно соответствует его содержанию в морской воде, из которой этот лед образовался, поэтому с помощью полученных данных удалось оценить примерные маршруты дрейфа пластикового мусора в Арктике. Ученые показали, что в Северном Ледовитом океане есть два основных источника микрочастиц пластика: море Лаптевых в Американо-азиатском бассейне и котловина Макарова — в Евразийском. Перенос пластика внутри океана происходит, в основном за счет трансарктического течения, одного из основных течений Северного Ледовитого океана.

Ученые отмечают, что лед может быть для микропластика временным «хранилищем», поэтому в результате таяния — как сезонного, так и в результате глобальных климатических изменений — он становится одним из заметных источников пластика в океане. Например, с 2011 по 2016 год по данным расчетов из тающего льда в океан попадало в среднем около 0,7 секстиллиона (это 10²¹) микрочастиц в год.

Пути в океане пластика — и микрочастиц, и крупного мусора — определяются в первую очередь структурой поверхностных течений, которые не только приводят к формированию крупных мусорных пятен на поверхности океана, но и относят пластик даже на те участки суши, где человек вообще никогда не жил. Чтобы описать механизмам переноса в океане мусора и других пассивно плавающих объектов (например, колоний различных биоорганизмов), ученым нередко приходится прибегать в том числе к помощи довольно сложных физических моделей, основанные на гидродинамических подходах или кинетической теории газов.

Александр Дубов