Каждый год в мире производится около 380 миллионов тонн синтетических полимеров — пластиков, но лишь малая часть из них отправляется на переработку. Основная масса становится мусором, не разлагающимся в естественных условиях сотни лет. Пластик, плавающий в Мировом океане, представляет огромную опасность для морских обитателей: от планктона до птиц и млекопитающих. Эта серьезная экологическая проблема становится актуальнее с каждым днем. Изменение с течением времени плотности, размера и других свойств пластиковых частиц определяет процессы их переноса и накопления в океане. Однако распределение пластикового мусора плохо поддается описанию и до сих пор не нанесено на карту. Большая часть отходов, попадающих в океан с суши, вообще не учитывается, а понимание процессов перемещения пластика имеет решающее значение для изменения экологической политики государств. В то же время пластик — уникальный индикатор, его источники неравномерно распределены по береговым линиям, поэтому, отслеживая перемещения пластиковых частиц, можно больше узнать о физике океана в разных пространственных масштабах: от динамики глобальных течений до перемещения отдельных волн. Проблема пластикового загрязнения относительно новая, знания о морском мусоре накапливались менее десяти лет и содержат значительные пробелы.
Группа ученых SCOR WG 153: FLOTSAM с 2017 года ведет исследования пластикового загрязнения океана. Она объединяет сотрудников 37 научно-исследовательских организаций из 14 стран, в том числе российских исследователей. За последнее время группа провела масштабный анализ физических процессов и механизмов переноса пластика в океане. Ученые сосредоточились на мусоре, плавающем на поверхности, поскольку это самая доступная, хоть и не самая большая часть морского пластика. Так как проблема комплексная, исследования включали наблюдения в море, отбор и анализ проб, а также лабораторные эксперименты, моделирующие поведение, изменение свойств и разрушение объектов в естественных морских условиях. Ученые посмотрели, как пластик разрушается на берегах и в прибрежных зонах, перемещается в толще воды и взаимодействует со льдом.
Ученые разработали модели, связывающие скорость оседания пластиковых частиц с такими параметрами как плотность и размер. Привлекая обширные литературные данные, исследователи суммировали в одном обзоре все то, что сегодня известно о разнообразных физических процессах, влияющих на перенос морского пластика в открытом океане и его прибрежных зонах.
«Как оказалось, пластиковый мусор, особенно микропластик, то есть частицы размером менее пяти миллиметров, проявляет в океане очень специфические свойства. Несмотря на то, что он практически не разлагается, его характеристики со временем меняются, причем это зависит от условий окружающей среды, в которых находилась конкретная частица. Потому точно предсказать пути его переноса и места накопления пока не удается, за исключением «мусорных континентов» — больших скоплений плавучих отходов на поверхности Мирового океана в центрах глобальных океанических круговоротов, — рассказывает Ирина Чубаренко, доктор физико-математических наук, профессор Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН (Москва). — Более того, неясны многие механизмы распространения этого специфического загрязнителя, а, значит, пока не удается создать соответствующие численные модели. Поэтому подготовка статьи, написанной специалистами различных направлений океанографии, представляется очень востребованной в будущем для планирования научных работ. Дальнейшие исследования в этой сфере также помогут информировать заинтересованные стороны, стремящиеся решить одну из самых современных природных проблем в мире».
