Brian Yurasits / Unsplash, CC BY-SA
Dari ratusan juta tan sampah plastik yang kami hasilkan setiap tahun, dianggarkan sekitar sepuluh juta tan memasuki lautan. Kira-kira separuh daripada plastik yang dihasilkan kurang padat daripada air, dan jadi ia terapung. Tetapi saintis menganggarkan bahawa hanya ada kira-kira 0.3 juta tan plastik yang terapung di permukaan lautan, jadi ke manakah selebihnya akan pergi?
Pertimbangkan perjalanan serat plastik yang dilepaskan dari bulu anda. Hujan lebat membasuhnya ke longkang ribut atau sungai berhampiran. Adakah serat kecil menetap di sana? Atau adakah sungai itu mengalir ke pantai di mana ia berada di dasar laut? Atau adakah ia terus melayang lebih jauh - akhirnya berakhir di lautan terbuka yang luas?
Kepelbagaian bentuk sampah plastik yang memalukan bermaksud bahawa nasib gentian hanyalah satu misteri di antara yang lain.
Mengetahui di mana semua plastik yang hilang akhirnya dapat membantu kita mengetahui bahagian lautan mana yang paling banyak dipengaruhi oleh jenis pencemaran ini - dan di mana memfokuskan usaha pembersihan. Tetapi untuk melakukan itu, kita perlu dapat meramalkan laluan pelbagai jenis plastik, yang memerlukan pasukan besar ahli fizik, ahli biologi dan ahli matematik bekerjasama.
Itulah yang dilakukan oleh pasukan penyelidik kami. Inilah yang telah kami pelajari setakat ini.
Laluan plastik
Kita sudah tahu bahawa kepingan plastik yang besar, seperti botol, boleh melayang di permukaan laut selama bertahun-tahun, jika tidak berabad-abad, memerlukan masa yang lama untuk pecah. Arus, angin dan ombak dapat, setelah beberapa tahun perjalanan, membawanya ke pusat lembangan laut, di mana ia terkumpul dalam sistem peredaran selebar 1,000 km yang dikenali sebagai gyres. Yang luas "tampalan sampah"Hasilnya menyerupai lebih banyak sup plastik daripada pulau sampah.
Tetapi nasib serat plastik - mungkin serpihan plastik terkecil untuk sampai ke laut - lebih kompleks. Serat besar dapat pecah selama beberapa hari dan minggu menjadi kepingan yang lebih kecil, kerana pergolakan dari gelombang pecah dan sinaran ultraviolet dari matahari. Ini disebut mikroplastik, dan ukurannya berkisar antara lima milimeter hingga titik lebih kecil daripada bakteria.
Mikroplastik boleh dimakan oleh ikan - dianggarkan begitu satu dalam tiga ?sh dimakan oleh manusia mengandungi mikroplastik. Zarah lebih kecil juga dapat dimakan oleh zooplankton - haiwan mikroskopik yang terapung di permukaan - yang kemudian dimakan oleh haiwan yang lebih besar, termasuk ikan paus.
Mikroorganisma boleh tumbuh di permukaan mikroplastik juga, dalam proses yang dikenal sebagai "biofouling" yang menyebabkannya tenggelam. Sungai berlumpur, seperti Mississippi atau Amazon, mengandungi tanah liat menetap dengan cepat ketika mereka bersentuhan dengan air laut masin. Mikroplastik boleh dibawa oleh tanah liat yang menetap, tetapi berapa banyak yang berlaku sebenarnya tidak diketahui.
Mengukur semua hasil ini untuk setiap kepingan plastik adalah satu cabaran besar. Apakah pecahan yang terdapat pada ikan, dibawa oleh tanah liat atau ditutupi lendir mikroba di dasar laut? Daripada pecahan plastik yang sampai ke laut terbuka, tidak jelas berapa lama biofouling atau daya lain menarik zarah-zarah tersebut jauh di bawah permukaan untuk memulakan keturunan terakhir mereka ke dasar laut.
Dengan semua faktor yang merumitkan ini, mungkin tidak ada harapan untuk meramalkan di mana plastik akhirnya berakhir. Tetapi kita perlahan-lahan membuat kemajuan.
Menangkap gelombang
Sekiranya anda pernah menaiki kapal di perairan berombak, anda mungkin fikir anda hanya naik turun di tempat yang sama. Tetapi anda sebenarnya bergerak dengan perlahan ke arah gelombang. Ini adalah fenomena yang dikenali sebagai Stokes melayang, dan ia juga mempengaruhi plastik terapung.
Untuk zarah yang lebih kecil dari 0.1 milimeter, bergerak melalui air laut seperti kita meredah madu. Tetapi kelikatan air laut kurang mempengaruhi plastik lebih besar daripada satu milimeter. Setiap gelombang memberikan zarah-zarah yang lebih besar ini sebagai tolak ke arahnya. Menurut penyelidikan awal yang sedang dikaji, ini mungkin bermaksud plastik yang lebih besar dibawa ke laut lebih pantas daripada mikroplastik kecil, menjadikannya cenderung untuk menetap di bahagian lautan di mana lebih banyak hidupan laut dijumpai - di sekitar pantai.
Penyelidikan ini melibatkan mengkaji zarah plastik sfera, tetapi sisa mikroplastik terdapat dalam semua jenis bentuk dan saiz, termasuk cakera, batang dan serat fleksibel. Bagaimana gelombang mempengaruhi di mana ia berakhir?
Satu kajian baru-baru ini mendapati bahawa zarah bukan sfera menyelaraskan diri dengan arah gelombang, yang boleh perlahan kadar di mana mereka tenggelam. Eksperimen makmal telah menunjukkan bagaimana bentuk setiap zarah plastik mempengaruhi sejauh mana ia diangkut. Zarah-zarah sfera yang kurang cenderung bergerak lebih jauh dari pantai.
Menyelesaikan misteri plastik yang hilang adalah sains pada peringkat awal. Keupayaan gelombang untuk mengangkut mikroplastik besar lebih cepat daripada yang difikirkan sebelumnya membantu kita memahami mengapa ia sekarang dijumpai di seluruh lautan dunia, termasuk di Artik and sekitar Antartika. Tetapi mencari serat yang ditarik dari bulu anda masih lebih mencabar daripada mencari jarum di tumpukan jerami.
Mengenai Pengarang
Bruce Sutherland, Profesor Fizik, University of Alberta; Michelle DiBenedetto, Penolong Profesor Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Washington, dan Ton van den Bremer, Profesor Kejuruteraan Bersekutu, Universiti Teknologi Delft
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku tentang Persekitaran daripada senarai Penjual Terbaik Amazon
"Musim Bunga Senyap"
oleh Rachel Carson
Buku klasik ini merupakan mercu tanda dalam sejarah alam sekitar, menarik perhatian kepada kesan berbahaya racun perosak dan kesannya terhadap alam semula jadi. Kerja Carson membantu memberi inspirasi kepada pergerakan alam sekitar moden dan kekal relevan hari ini, sambil kami terus bergelut dengan cabaran kesihatan alam sekitar.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Bumi Tidak Boleh Didiami: Kehidupan Selepas Pemanasan"
oleh David Wallace-Wells
Dalam buku ini, David Wallace-Wells menawarkan amaran keras tentang kesan buruk perubahan iklim dan keperluan mendesak untuk menangani krisis global ini. Buku ini menggunakan penyelidikan saintifik dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan yang serius tentang masa depan yang kita hadapi jika kita gagal mengambil tindakan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Kehidupan Tersembunyi Pokok: Apa Yang Mereka Rasa, Bagaimana Mereka Berkomunikasi? Penemuan dari Dunia Rahsia"
oleh Peter Wohlleben
Dalam buku ini, Peter Wohlleben meneroka dunia pokok yang menarik dan peranannya dalam ekosistem. Buku ini menggunakan penyelidikan saintifik dan pengalaman Wohlleben sendiri sebagai ahli hutan untuk menawarkan pandangan tentang cara kompleks pokok berinteraksi antara satu sama lain dan dunia semula jadi.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Rumah Kami Terbakar: Pemandangan Keluarga dan Planet Dalam Krisis"
oleh Greta Thunberg, Svante Thunberg, dan Malena Ernman
Dalam buku ini, aktivis iklim Greta Thunberg dan keluarganya menawarkan akaun peribadi tentang perjalanan mereka untuk meningkatkan kesedaran tentang keperluan mendesak untuk menangani perubahan iklim. Buku ini menyediakan akaun yang kuat dan mengharukan tentang cabaran yang kita hadapi dan keperluan untuk bertindak.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Kepupusan Keenam: Sejarah Tidak Semulajadi"
oleh Elizabeth Kolbert
Dalam buku ini, Elizabeth Kolbert meneroka kepupusan besar-besaran berterusan spesies yang disebabkan oleh aktiviti manusia, menggunakan penyelidikan saintifik dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan yang mendalam tentang kesan aktiviti manusia terhadap alam semula jadi. Buku ini menawarkan seruan tindakan yang menarik untuk melindungi kepelbagaian hidupan di Bumi.
