Обнаружение морского мусора из космоса теперь стало реальностью, согласно новому исследованию, проведенному Институтом наук дель Мар (ICM-CSIC) и Университетом Кадиса, недавно опубликованному в журнале Nature Communications.
До сих пор количество мусора – в основном пластика – на поверхности моря редко было достаточно большим, чтобы генерировать обнаруживаемый сигнал из космоса. Однако, используя суперкомпьютеры и передовые алгоритмы поиска, исследовательская группа продемонстрировала, что спутники являются эффективным инструментом для оценки количества мусора в море.
Для выполнения работы был проанализирован шестилетний исторический ряд наблюдений с европейского спутника Copernicus Sentinel-2 в Средиземном море. Всего было изучено 300 000 изображений, сделанных каждые 3 дня с разрешением 10 метров. Результаты показывают большие скопления мусора внутри плавучих структур, известных с научной точки зрения как «валки», которые могут иметь длину до нескольких километров и возникают в результате сближения океанских течений и воздействия ветра на морскую поверхность.
Хотя датчики спутника не были предназначены специально для обнаружения мусора, их способность идентифицировать пластик позволила нанести на карту наиболее загрязненные районы Средиземноморья. Эта карта показывает основные точки поступления мусора с материка и улучшает наше понимание механизмов транспортировки мусора.
Результаты показывают, что количество плавающего пластика в Средиземном море может покрыть площадь примерно 95 квадратных километров в период 2015–2021 годов, что эквивалентно примерно 7500 футбольным полям.
«До сих пор поиск скоплений мусора диаметром несколько метров на поверхности океана был похож на поиск иголок в стоге сена, поскольку для образования валков требуется наличие большого количества мусора и небольшого ветра, чтобы предотвратить его распространение», объясняет Мануэль Ариас (ICM-CSIC), один из соруководителей исследования.
Со своей стороны, Андрес Козар из Университета Кадиса, который также является содиректором исследования, подчеркивает, что «актуальность и значимость троп с точки зрения морского мусора до сих пор была неизвестна», и приветствует тот факт, что «автоматизация посредством Суперкомпьютеры и передовые алгоритмы поиска позволили доказать, что можно отслеживать накопление морского мусора из космоса на больших территориях и в плановом порядке».
Принимая во внимание будущие космические миссии, исследовательская группа предлагает установить на спутниках специальные датчики обнаружения пластика. Согласно исследованию, это увеличит возможности обнаружения пластика в океане в 20 раз. Кроме того, эту информацию можно будет сравнить с другими факторами окружающей среды, чтобы улучшить понимание механизмов, переносящих пластиковый мусор с суши в море, и лучше направлять действия и правила по борьбе с этой формой загрязнения морской среды, которая влияет на биоразнообразие, рыбные запасы и туризм.
Плотность населения – ключевой фактор
В исследовании делается вывод, что такие факторы, как плотность населения, география и характер осадков, оказывают значительное влияние на накопление морского мусора. Например, пустынные страны или города вносят гораздо меньший вклад в проблему, тогда как в районах с большим количеством осадков, особенно когда идут проливные дожди , накопление мусора в результате выбросов в предыдущие дни и недели намного выше.
Наконец, исследование показывает, что в большинстве случаев мусор континентального происхождения ограничивается первыми 15 километрами моря от побережья и возвращается на берег через несколько дней или месяцев. «Это подтверждает представление о том, что пластиковый мусор континентального происхождения и пластиковый мусор, образующийся в результате деятельности человека непосредственно в море, ведут себя и распределяются по-разному», — объясняет Ариас.
Авторы исследования иллюстрируют применимость новой методологии несколькими реальными случаями, такими как оценка эффективности планов действий по борьбе с мусором на реке Тибр в Риме (Италия), выявление горячих точек загрязнения, связанных с морским транспортом в Суэцкий канал (Египет) или использование спутниковых наблюдений для руководства задачами по очистке вод Бискайского залива (Испания).
Тем не менее, результаты исследования показывают, что спутниковый мониторинг загрязнения морской среды осуществим и перспективен для решения проблем, выходящих за рамки пластика. Например, датчик, специально предназначенный для обнаружения и идентификации плавучих объектов, может помочь решить такие проблемы, как потеря груза на судах, разливы нефти или поисковые и спасательные задачи на море.
