El plástico es el tipo de basura más común que flota en los océanos del mundo. Las ondas y la luz solar descomponen gran parte en partículas más pequeñas llamadas microplásticos, fragmentos de menos de 5 milímetros de diámetro. aproximadamente del tamaño de una semilla de sésamo.

Para comprender cómo la contaminación por microplásticos está afectando al océano, los científicos necesitan saber cuánto hay y dónde se acumula. La mayoría de los datos sobre concentraciones de microplásticos provienen de barcos comerciales y de investigación que remolcan redes de plancton, largas, Redes cónicas con malla muy fina diseñadas para la recogida de microorganismos marinos.

Pero la pesca de arrastre solo puede muestrear áreas pequeñas y puede estar subestimando las verdaderas concentraciones de plástico. Excepto en los giros del Atlántico Norte y el Pacífico Norte, grandes zonas donde giran las corrientes oceánicas, Recolección de escombros flotantes:los científicos han realizado muy pocas muestras de microplásticos. Y hay poca información sobre cómo varían las concentraciones de estas partículas con el tiempo.

Para abordar estas preguntas, La asistente de investigación de la Universidad de Michigan, Madeline Evans, y yo desarrollamos una nueva forma de detectar concentraciones de microplásticos desde el espacio utilizando el sistema de satélite de navegación global Cyclone de la NASA. CYGNSS es una red de ocho microsatélites que se lanzó en 2016 para ayudar a los científicos a predecir huracanes mediante el análisis de la velocidad del viento tropical. Miden cómo el viento endurece la superficie del océano, un indicador que nos dimos cuenta de que también podría usarse para detectar y rastrear grandes cantidades de microplásticos.

Buscando zonas suaves

La producción mundial anual de plástico ha aumentado cada año desde la década de 1950, alcanzando 359 millones de toneladas métricas en 2018. Gran parte termina en abierto, vertederos incontrolados, donde puede llegar a las zonas de drenaje de los ríos y, en última instancia, a los océanos del mundo.

Los investigadores documentaron por primera vez los desechos plásticos en los océanos en la década de 1970. Hoy dia, representa aproximadamente del 80% al 85% de la basura marina.

Los radares de los satélites CYGNSS están diseñados para medir los vientos sobre el océano de forma indirecta midiendo cómo hacen áspera la superficie del agua. Sabíamos que cuando hay mucho material flotando en el agua, los vientos no lo endurecen tanto. Así que intentamos calcular cuánto más suave indicaron las mediciones que era la superficie de lo que debería haber sido si vientos de la misma velocidad soplaran sobre agua clara.

Esta anomalía, la "rugosidad faltante", resulta estar altamente correlacionada con la concentración de microplásticos cerca de la superficie del océano. Dicho de otra manera, las áreas donde las aguas superficiales parecen ser inusualmente suaves contienen con frecuencia altas concentraciones de microplásticos. La suavidad podría deberse a los propios microplásticos, o posiblemente por algo más que esté asociado con ellos.

Al combinar todas las mediciones realizadas por los satélites CYGNSS mientras orbitan alrededor del mundo, podemos crear imágenes globales de lapso de tiempo de concentraciones de microplásticos oceánicos. Nuestras imágenes identifican fácilmente la Gran Mancha de Basura del Pacífico y las regiones secundarias de alta concentración de microplásticos en el Atlántico Norte y los océanos del Sur.

Seguimiento de los flujos de microplásticos a lo largo del tiempo

Dado que CYGNSS rastrea la velocidad del viento constantemente, nos permite ver cómo cambian las concentraciones de microplásticos con el tiempo. Animando imágenes de un año, revelamos variaciones estacionales que no se conocían previamente.

Descubrimos que las concentraciones globales de microplásticos tienden a alcanzar su punto máximo en el Atlántico norte y el Pacífico durante los meses de verano del hemisferio norte. Junio ​​y Julio, por ejemplo, son los meses pico para la Gran Mancha de Basura del Pacífico.

Las concentraciones en el hemisferio sur alcanzan su punto máximo durante los meses de verano de enero y febrero. Las concentraciones más bajas durante el invierno en ambos hemisferios probablemente se deben a una combinación de corrientes más fuertes que rompen las plumas de microplásticos y una mayor mezcla vertical (el intercambio entre la superficie y el agua más profunda) que transporta parte del microplástico debajo de la superficie.

Este enfoque también puede apuntar a regiones más pequeñas durante períodos de tiempo más cortos. Por ejemplo, Examinamos los eventos de salida episódica de las desembocaduras de los ríos Yangtze y Qiantang de China, donde desembocan en el Mar de China Oriental. Estos eventos pueden haber estado asociados con aumentos en la actividad de producción industrial, o con aumentos en la velocidad a la que los administradores permitieron que los ríos fluyeran a través de las represas.

Mejor orientación para las limpiezas

Nuestra investigación tiene varios usos potenciales. Organizaciones privadas, como The Ocean Cleanup, una organización sin fines de lucro en los Países Bajos, y Clewat, una empresa finlandesa especializada en tecnologías limpias, utilizar barcos especialmente equipados para recolectar, Recicle y elimine la basura y los desechos marinos. Hemos comenzado conversaciones con ambos grupos y esperamos ayudarlos a desplegar sus flotas de manera más eficaz.

Nuestras imágenes espaciales también pueden usarse para validar y mejorar los modelos de predicción numérica que intentan rastrear cómo los microplásticos se mueven a través de los océanos utilizando patrones de circulación oceánica. Los académicos están desarrollando varios de estos modelos.

Si bien las anomalías de la rugosidad del océano que observamos se correlacionan fuertemente con las concentraciones de microplásticos, Nuestras estimaciones de concentración se basan en las correlaciones que observamos, no en una relación física conocida entre los microplásticos flotantes y la rugosidad del océano. Podría ser que las anomalías de rugosidad sean causadas por algo más que también esté correlacionado con la presencia de microplásticos.

Una posibilidad son los tensioactivos en la superficie del océano. These liquid chemical compounds, which are widely used in detergents and other products, move through the oceans in ways similar to microplastics, and they also have a damping effect on wind-driven ocean roughening.

Further study is needed to identify how the smooth areas that we identified occur, and if they are caused indirectly by surfactants, to better understand exactly how their transport mechanisms are related to those of microplastics. But I hope this research can be part of a fundamental change in tracking and managing microplastic pollution.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.