在加利福尼亚和夏威夷之间的太平洋上,漂浮着一片人造垃圾聚集区,面积大约是得克萨斯州的两倍。这就是"大太平洋垃圾带"。它积累的微塑料已经多到似乎正在改变海洋的颜色。
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20年的卫星数据显示,这片垃圾堆及其周边水域变得更蓝绿了。研究人员无法确认微塑料就是颜色变化的原因,但计算机模拟提示这很可能是实情。相关 findings 发表在11月5日的《通讯·地球与环境》(Communications Earth & Environment)期刊上,可能有助于专家识别海洋中污染最严重的区域,从而指导清理工作。
"这令人震惊且担忧,"东北大学塑料中心的化学家、联席主任阿伦·斯塔宾斯(Aron Stubbins)对NBC新闻表示,他没有参与这项研究。"我们能从太空看到塑料,这本身就令人不安;而且海洋中塑料多到足以改变海洋的光学信号,这意味着它在改变海洋中的光场,可能还影响海洋升温和降温的方式。"
海洋的颜色反映的是其上层水体中的物质。这也是海水通常呈蓝色的原因:水吸收较长的红色波长,散射较短的蓝色波长。其他成分,比如沉积物和被称为浮游植物的微小生物,也会影响海水的色调,因为阳光与这些物体相互作用的方式不同。然而,研究共同作者、挪威卑尔根大学的海洋光学科学家丹·科斯特纳(Dan Koestner)对CNN表示,此前关于微塑料影响的研究存在"空白"。
科斯特纳在此前的实验室实验中,研究过含塑料碎片的海水中光线和激光的散射差异。带着这些数据,他和同事在新研究中检查了三组不同的卫星数据,这些数据展示了海洋中塑料污染最严重的地点之一:大太平洋垃圾带。洋流把成堆的垃圾困在这个区域,垃圾最终分解成微塑料。
团队发现,2002年至2022年间,垃圾带的部分区域变蓝了10%,变绿了2%到4%。随后,研究人员运行了数百次计算机模拟,寻找颜色变化的可能解释。当排除微塑料时,只有3%的模拟产生了观测到的向青色偏移。但把微塑料纳入考虑后,有13%的模拟能够复现真实世界的观测结果。
不过,要确认微塑料就是海洋外观改变的原因,研究人员还需要从垃圾带采集样本。
"我们距离确凿证明微塑料导致了我们看到的颜色变化,还差一步,"研究共同作者、同样任职于卑尔根大学的海洋光学研究员谢伊·奇瑟姆(Shea Cheatham)对《科学美国人》表示。"我们必须进入(垃圾带)去验证。"
英国普利茅斯大学的海洋生物学家理查德·汤普森(Richard Thompson)没有参与这项研究,他对CNN表示,这些发现很重要,因为微塑料尺寸小、容易与浮游植物和天然碎屑混在一起,探测海洋微塑料颇具挑战。"如果我们能通过卫星远程探测变化,那将比逐片计数碎屑更快、成本更低,"他说。
科斯特纳对《科学美国人》表示,如果新研究的方法能够得到验证,就可以用来识别其他微塑料聚集的地点。"那意味着我们有了一个清理的目标区域。"
值得一提的是,今年5月,研究人员曾报告,大气中旋转的彩色塑料碎片可能正在反射阳光并加热周围空气,从而助推气候变化。从太空可见的海洋变色,与大气中的塑料升温,指向同一个方向:塑料已经大到能在行星尺度上留下痕迹,而科学家还在追赶验证的脚步。
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