近年來，海洋污染的問題愈發(fā)嚴重。

其中，塑料垃圾是重要的污染源——預(yù)計到 2030 年，某些海洋區(qū)域中塑料（包括微塑料）的數(shù)量將增加一倍，覆蓋地球表面 71% 的海洋生態(tài)環(huán)境將遭到更為嚴重的破壞。而且，目前世界上已有近 700 種水生物種受到微塑料的不利影響，包括海龜、企鵝和其他甲殼類動物。

不過在全球范圍內(nèi)，如何真正量化這一問題的嚴重程度仍然是一個挑戰(zhàn)。

直到最近，兩名研究員提出了一種新方法可以通過衛(wèi)星來遠程追蹤海洋中的塑料垃圾，甚至是塑料碎片，從而發(fā)現(xiàn)了海洋中微塑料濃度的季節(jié)性流動現(xiàn)象。

自上世紀 50 年代以來，全球塑料的年產(chǎn)量每年都在穩(wěn)步增長，在 2018 年達到 3.59 億噸。與此同時，巨量的塑料垃圾正在從陸地轉(zhuǎn)移至海洋。

進入海洋環(huán)境的塑料可能會保留數(shù)百年和數(shù)千年，在此期間它們會由于機械和光化學(xué)過程而破碎，形成微塑料（< 5 毫米）或納米塑料（< 1 微米）。近幾十年來，科學(xué)家們也確實觀察到了微塑料漂浮物的數(shù)量激增，一些密度較大的材料則會下沉，破壞海底生態(tài)環(huán)境。

另外，微塑料能夠積聚和釋放危險的有機污染物，而其尺寸特征容易導(dǎo)致水生生物誤食，一旦水生生物體內(nèi)的有毒廢物堆積，很有可能會通過食物鏈給人類帶來健康問題。

水生環(huán)境中塑料垃圾的存在會對旅游業(yè)、航運、拖網(wǎng)捕撈和魚類養(yǎng)殖等多個產(chǎn)業(yè)帶來潛在的威脅。解決微塑料的危害迫在眉睫，但傳統(tǒng)的采樣方法已經(jīng)不能夠全面地反映出問題的嚴重性。

Madeline Evans 是密歇根大學(xué)氣候空間科學(xué)與工程系的研究助理。過去的幾年里，他與 Christopher Ruf 教授進行合作，基于美國宇航局的氣旋全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（CYGNSS），使用雙基地雷達來追蹤海洋中的微塑料。

Christopher Ruf 透露，這一解決方案的底層邏輯在于微塑料的存在會對海洋表面產(chǎn)生某些影響，比如，漂浮大量微塑料的海域?qū)︼L(fēng)速的反應(yīng)更弱，海面「粗糙度」更小。

因此，兩名研究員試圖通過當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速，來確認相應(yīng)的海域是否有大量微塑料存在，并研究了 CYGNSS 對海洋表面粗糙度的測量結(jié)果與預(yù)測值的偏差。

事實驗證了他們的方法。

而且，現(xiàn)有的模型可以提供微塑料污染程度和范圍的靜態(tài)快照，而使用 CYNGSS 后則可以用來實時了解微塑料濃度。

雷鋒網(wǎng)注：圖中紅色部分為嚴重程度的微塑料污染

在上述基礎(chǔ)上，兩位研究人員進一步發(fā)現(xiàn)，北印度洋的微塑料濃度往往在冬末春初最高，夏初最低；在大太平洋垃圾帶（Great Pacific Garbage Patch，微塑料的濃度在夏季最高，在冬季最低——具有非常顯著的季節(jié)性變化。

測量結(jié)果的季節(jié)性變化讓人吃驚。在開始這個項目之前，兩位研究員一直認為海域內(nèi)塑料垃圾的濃度是相對靜態(tài)的，“通過時間來推測微塑料濃度以前從未實現(xiàn)過。”

不過，不能用微塑料的直接取樣來驗證該方法仍然是一個主要的限制。Christopher Ruf 和 Madeline Evans 目前服務(wù)于海洋垃圾和微塑料遙感的全球任務(wù)小組，幫助改進對于海洋垃圾的測量。

雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)