Een deel van de Stille Oceaan, tussen Californië en Hawaï, wordt steeds cyaander, een tint die het midden houdt tussen blauw en groen. De verandering werd geregistreerd door satellieten, die in de loop van twintig jaar een toename van het door water weerkaatste blauw en groen licht detecteerden. Het getroffen gebied valt samen met dat van de Great Pacific Garbage Patch, het enorme gebied waarin oceaanstromingen tonnen plastic afval verzamelen. En een van de mogelijke oorzaken van deze verandering zijn microplastics.
Dit blijkt uit een onderzoek gepubliceerd in Communicatie Aarde & Milieu door onderzoekers aan de Universiteit van Bergen, Noorwegen. Door drie sets satellietgegevens te analyseren die tussen 2002 en 2022 zijn verzameld, hebben de onderzoekers een verandering in de optische kenmerken van het water geïdentificeerd die compatibel is met de ophoping van kleine plasticdeeltjes. Klein genoeg om aan normale observatie te ontsnappen, maar potentieel genoeg om de manier te veranderen waarop de oceaan licht reflecteert.
De gigantische klodder plastic in de Stille Oceaan laat opnieuw een spoor achter
De Great Pacific Garbage Patch, ook wel bekend als de Pacific Trash Vortex, wordt vaak het ‘plastic eiland’ genoemd. Een suggestieve naam die ons het risico doet denken aan een compacte uitgestrektheid van flessen, tassen en afval waarop we, als we dat zouden willen, zelfs zouden kunnen lopen. De situatie is heel anders. Het afval wordt over een enorm oppervlak verspreid, meegesleurd en geconcentreerd door de stromingen van de noordelijke Stille Oceaan. Sommige drijven, andere blijven in het water hangen en vele zijn zo klein dat ze met het blote oog onzichtbaar zijn.
De afmetingen geven een idee van het probleem. Volgens onderzoek gepubliceerd in Wetenschappelijke rapportenbesloeg het accumulatiegebied ongeveer 1,6 miljoen vierkante kilometer, bijna drie keer zo groot als Frankrijk, en bevatte het een geschatte hoeveelheid van 79.000 ton plastic. Het grootste deel van het gewicht bestond uit groter afval, vooral netten en visuitrusting. Microplastics vertegenwoordigden slechts 8% van de totale massa, maar vormden 94% van de naar schatting 1,8 biljoen fragmenten.
En dan hebben we het alleen over de deeltjes die de onderzoekers hebben kunnen bemonsteren, vanaf een halve millimeter groot. Degenen die nog kleiner waren, werden in wezen buiten de telling gehouden. Juist dit laatste trok de aandacht van de Noorse groep: fragmenten kleiner dan 300 micrometer, minder dan een derde van een millimeter, die in water kunnen blijven hangen en in wisselwerking kunnen treden met zonlicht.
5 milligram microplastics is voldoende om het door het water weerkaatste licht te wijzigen
De kleur van de oceaan hangt van verschillende factoren af. Water absorbeert bepaalde golflengten van licht en verstrooit andere, terwijl fytoplankton, sedimenten en opgeloste stoffen bijdragen aan het veranderen van het uiterlijk ervan. Ook plastic kan in dit proces ingrijpen. De kleinere deeltjes verstrooien het licht anders dan veel natuurlijke materialen en kunnen de hoeveelheid straling vergroten die naar het oppervlak terugkeert en uiteindelijk satellietsensoren bereikt.
Onderzoekers Shea Cheatham, Daniel Koestner en Børge Hamre vergeleken drie archieven met satellietobservaties over de noordelijke Stille Oceaan. Allen vertoonden, in sommige gebieden nabij de Great Pacific Garbage Patch, een significante toename van het gereflecteerde licht in de blauwe en groene banden.
@AI gegenereerd – ©Communicatie Aarde & Milieu
De combinatie produceert een variatie in de richting van cyaan, een tint die in wetenschappelijke studies duidelijker lijkt dan die van de omringende wateren. Dit zijn natuurlijk variaties gemeten door de instrumenten, en niet een gigantische turquoise vlek die met het blote oog zichtbaar is. Om te begrijpen hoeveel plastic een impact zou kunnen hebben, reconstrueerde de groep het gedrag van licht in water met behulp van wiskundige modellen, waarbij verschillende concentraties microplastics werden geïntroduceerd.
Het resultaat is verrassend: ongeveer 5 milligram microplastics per kubieke meter water kan in gesimuleerde omstandigheden voldoende zijn om een door satellietsensoren waarneembare helderheidstoename te bewerkstelligen. Vijf milligram verdeeld over duizend liter water. Een klein bedrag, althans op papier, wat al voldoende zou kunnen zijn om een herkenbaar signaal uit de ruimte achter te laten.
Simulaties geven aan dat microplastics de verandering kunnen verklaren
Natuurlijk kan de kleur van de oceaan variëren, zelfs zonder tussenkomst van plastic. Fytoplankton verandert de verspreiding en samenstelling, organische materialen bewegen en omgevingsomstandigheden beïnvloeden voortdurend het licht dat door het water wordt gereflecteerd. Om deze effecten te onderscheiden, hebben wetenschappers meer dan 50.000 scenario’s ontwikkeld van verhoogde helderheid van de zee, waarbij de concentraties van stoffen in het water worden gewijzigd. Wanneer alleen natuurlijke componenten in aanmerking werden genomen, produceerde slechts 3% van de simulaties een verschuiving naar cyaan. Door ook microplastics mee te nemen steeg het percentage naar 13%. Ruim vier keer zoveel.
Volgens de auteurs zou het verkrijgen van hetzelfde resultaat alleen al door natuurlijke variaties belangrijke veranderingen in de samenstelling van fytoplankton vereisen, die doorgaans gepaard gaan met een afname van biomassa en opgeloste organische stoffen. De aanwezigheid van microplastics vormt daarmee een plausibele verklaring voor het waargenomen fenomeen.
Om de verandering definitief aan plastic toe te schrijven, zullen nog steeds directe metingen in het getroffen gebied nodig zijn, ook omdat de drie satellietreeksen verschillen in de intensiteit van de geregistreerde variaties. Maar de resultaten duiden al op een mogelijke manier om vervuiling te identificeren die tot nu toe bijzonder moeilijk te monitoren was.
We kunnen microplastics misschien vanuit de ruimte waarnemen, maar het verzamelen ervan zal veel moeilijker zijn
Indien bevestigd, zou de ontdekking een nieuw instrument kunnen bieden voor het bestuderen van oceaanvervuiling. Momenteel vereist het identificeren van de kleinste microplastics bemonstering op zee, laboratoriumanalyses en specifieke hulpmiddelen. Een complexe klus, zeker als je oppervlakken van miljoenen vierkante kilometers moet onderzoeken.
Satellieten daarentegen kunnen voortdurend zeer grote delen van de oceaan waarnemen. Het herkennen van een bepaalde variatie in het door het water weerkaatste licht zou wetenschappers kunnen helpen de gebieden te identificeren waar de kleinste deeltjes zich ophopen, en ook hun bewegingen in de loop van de tijd te volgen. Er is echter een groot verschil tussen het kunnen identificeren van microplastics en het kunnen elimineren ervan.
Technologieën die zijn ontwikkeld om de Great Pacific Garbage Patch op te ruimen, kunnen visnetten, containers en ander drijvend afval onderscheppen. Met deeltjes van een fractie van een millimeter groot, verspreid door de waterkolom en vermengd met mariene organismen, wordt de taak veel gecompliceerder. De onderzoekers wijzen er zelf op dat het op grote schaal verwijderen van microplastics kleiner dan 300 micrometer uiterst moeilijk, zo niet onmogelijk zou zijn.
Wat de zaken nog ingewikkelder maakt, is de voortdurende verslechtering van het grotere afval. Golven, zonlicht en mechanische slijtage versnipperen plastic voorwerpen geleidelijk, waardoor steeds kleinere deeltjes ontstaan die in het mariene milieu kunnen achterblijven en in de voedselketen terecht kunnen komen. En dus, terwijl we steeds geavanceerdere manieren zoeken om plastic uit de oceanen te verzamelen, begint het moeilijkst te recupereren deel misschien al een spoor achter te laten dat herkenbaar is vanuit de ruimte.
