بريان يوراسيتس / أنسبلاش, CC BY-SA
من بين مئات الملايين من الأطنان من النفايات البلاستيكية التي ننتجها كل عام ، يقدر هذا العدد تقريبًا عشرة ملايين طن يدخل المحيط. ما يقرب من نصف المواد البلاستيكية المنتجة أقل كثافة من الماء ، وبالتالي فهي تطفو. لكن العلماء يقدرون أنه لا يوجد سوى حوالي 0.3 مليون طن من البلاستيك يطفو على سطح المحيط ، فأين يذهب الباقي؟
ضع في اعتبارك رحلة الألياف البلاستيكية التي يتم التخلص منها من الصوف. أمطار غزيرة تغسلها في مصرف العاصفة أو نهر قريب. هل تستقر الألياف الصغيرة هناك؟ أم أن النهر ينقله إلى الساحل حيث يظل في قاع البحر؟ أم أنها تستمر في الطفو أكثر - تنتهي أخيرًا في المحيط المفتوح الشاسع؟
إن التنوع المذهل للأشكال التي يمكن أن تتخذها النفايات البلاستيكية يعني أن مصير الألياف ما هو إلا لغز واحد من بين عدد لا يحصى من الآخرين.
يمكن أن يساعدنا اكتشاف المكان الذي ينتهي فيه كل البلاستيك المفقود في معرفة أجزاء المحيط الأكثر تضررًا من هذا النوع من التلوث - وأين يجب تركيز جهود التنظيف. لكن للقيام بذلك ، نحتاج إلى أن نكون قادرين على التنبؤ بمسارات أنواع مختلفة من البلاستيك ، الأمر الذي يتطلب فرقًا كبيرة من الفيزيائيين وعلماء الأحياء وعلماء الرياضيات يعملون معًا.
هذا ما يفعله فريق البحث لدينا. هذا ما تعلمناه حتى الآن.
ممرات بلاستيكية
نحن نعلم بالفعل أن القطع الكبيرة من البلاستيك ، مثل الزجاجات ، يمكن أن تطفو على سطح البحر لسنوات ، إن لم يكن لقرون ، وتستغرق وقتًا طويلاً لتتحلل. يمكن للتيارات والرياح والأمواج ، بعد رحلة استمرت عدة سنوات ، أن تنقلها إلى مركز أحواض المحيط ، حيث تتراكم في أنظمة دائرية بعرض 1,000 كيلومتر تُعرف بالدوامات. الواسع "بقع القمامة"هذه النتيجة تشبه حساء من البلاستيك أكثر من جزيرة نفايات.
لكن مصير الألياف البلاستيكية - ربما أصغر شظايا بلاستيكية تصل إلى المحيط - أكثر تعقيدًا. يمكن أن تتفكك الألياف الكبيرة على مدار أيام وأسابيع إلى أجزاء أصغر ، بسبب الاضطرابات الناجمة عن الأمواج المتكسرة والأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. تسمى هذه المواد البلاستيكية الدقيقة ، ويتراوح حجمها من خمسة ملليمترات إلى بقع أصغر من البكتيريا.
يمكن أن تأكل الأسماك اللدائن الدقيقة - يقدر ذلك واحد من كل ثلاثة؟ ش التي يأكلها الإنسان تحتوي على جزيئات بلاستيكية دقيقة. يمكن أيضًا أن تستهلك العوالق الحيوانية جزيئات أصغر حجمًا - وهي حيوانات مجهرية تطفو على السطح - ثم تأكلها حتى الحيوانات الأكبر ، بما في ذلك الحيتان.
يمكن أن تنمو الكائنات الحية الدقيقة على سطح اللدائن الدقيقة أيضًا ، في عملية تُعرف باسم "الحشف الحيوي" تؤدي إلى غرقها. الأنهار الموحلة ، مثل نهر المسيسيبي أو الأمازون ، تحتوي على الطين يستقر بسرعة عندما تتلامس مع مياه المحيط المالحة. يمكن نقل اللدائن الدقيقة إلى أسفل بواسطة طين الترسيب ، ولكن مدى حدوث ذلك غير معروف تمامًا.
يعد قياس كل هذه النتائج لكل جزء من البلاستيك تحديًا هائلاً. ما هو الجزء الذي ينتهي به المطاف في الأسماك ، التي تحملها الطين أو تغطى بالوحل الجرثومي على قاع البحر؟ من بين جزء البلاستيك الذي يجعله يصل إلى المحيط المفتوح ، من غير الواضح المدة التي يستغرقها الحشف الحيوي أو القوى الأخرى لسحب الجسيمات أسفل السطح لبدء نزولها الطويل والنهائي إلى قاع البحر.
مع كل هذه العوامل المعقدة ، قد يبدو ميؤوسًا من التكهن أين ينتهي الأمر بالبلاستيك. لكننا نحرز تقدمًا بطيئًا.
اصطياد موجة
إذا كنت على متن قارب في مياه متلاطمة ، فقد تعتقد أنك تتمايل صعودًا وهبوطًا في نفس المكان. لكنك في الواقع تتحرك ببطء شديد في اتجاه الأمواج. هذه ظاهرة معروفة باسم انجراف ستوكس، ويؤثر أيضًا على البلاستيك العائم.
بالنسبة للجسيمات التي يقل حجمها عن 0.1 ملم ، فإن الانتقال عبر مياه البحر يشبه الخوض في العسل. لكن لزوجة مياه البحر تأثير أقل على المواد البلاستيكية التي يزيد حجمها عن ملليمتر واحد. كل موجة تعطي هذه الجسيمات الأكبر دفعة إضافية في اتجاهها. وفقًا لبحث أولي قيد المراجعة حاليًا ، قد يعني هذا نقل مواد بلاستيكية أكبر إلى البحر أسرع بكثير من اللدائن الدقيقة ، مما يجعلها أقل عرضة للاستقرار في أجزاء من المحيط حيث توجد المزيد من الحياة البحرية - حول السواحل.
تضمن هذا البحث دراسة جزيئات البلاستيك الكروية ، لكن نفايات البلاستيك الدقيقة تأتي في جميع أنواع الأشكال والأحجام ، بما في ذلك الأقراص والقضبان والألياف المرنة. كيف تؤثر الأمواج حيث ينتهي بهم الأمر؟
وجدت دراسة حديثة أن الجسيمات غير الكروية تتماشى مع اتجاه الموجات ، وهذا ممكن أبطأ المعدل التي يغرقون فيها. التجارب المعملية أوضحوا كذلك كيف يؤثر شكل كل جسيم بلاستيكي على مدى انتقاله. من المرجح أن تذهب الجسيمات الكروية الأقل إلى أبعد من السواحل.
حل لغز البلاستيك المفقود هو علم في مراحله الأولى. تساعدنا قدرة الأمواج على نقل الجسيمات البلاستيكية الكبيرة بشكل أسرع مما كان يعتقد سابقًا على فهم سبب وجودها الآن في جميع أنحاء محيطات العالم ، بما في ذلك في القطب الشمالي و حول القارة القطبية الجنوبية. لكن العثور على الألياف التي تم سحبها من الصوف الخاص بك لا يزال يمثل تحديًا أكبر من العثور على إبرة في كومة قش.
عن المؤلفين
بروس ساذرلاند ، أستاذ الفيزياء ، جامعة ألبرتا؛ ميشيل ديبينديتو ، أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية ، جامعة واشنطن، وتون فان دين بريمر ، أستاذ مساعد في الهندسة ، جامعة دلفت للتكنولوجيا
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب عن البيئة من قائمة أفضل البائعين في أمازون
"الربيع الصامت"
بواسطة راشيل كارسون
يعد هذا الكتاب الكلاسيكي علامة بارزة في تاريخ حماية البيئة ، حيث يلفت الانتباه إلى الآثار الضارة لمبيدات الآفات وتأثيرها على العالم الطبيعي. ساعد عمل كارسون في إلهام الحركة البيئية الحديثة ولا يزال وثيق الصلة اليوم ، حيث نستمر في مواجهة تحديات الصحة البيئية.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الأرض غير الصالحة للسكن: الحياة بعد الاحترار"
ديفيد والاس ويلز
في هذا الكتاب ، يقدم David Wallace-Wells تحذيرًا صارخًا بشأن الآثار المدمرة لتغير المناخ والحاجة الملحة لمعالجة هذه الأزمة العالمية. يعتمد الكتاب على البحث العلمي وأمثلة من العالم الواقعي لتقديم نظرة واقعية على المستقبل الذي نواجهه إذا فشلنا في اتخاذ إجراء.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الحياة المخفية للأشجار: بماذا تشعر، وكيف تتواصل؟ اكتشافات من عالم سري"
بواسطة Peter Wohlleben
في هذا الكتاب ، يستكشف Peter Wohlleben عالم الأشجار الرائع ودورها في النظام البيئي. يعتمد الكتاب على البحث العلمي وتجارب Wohlleben الخاصة بصفته حراجة لتقديم رؤى حول الطرق المعقدة التي تتفاعل بها الأشجار مع بعضها البعض ومع العالم الطبيعي.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"بيتنا يحترق: مشاهد عائلة وكوكب في أزمة"
بقلم جريتا ثونبرج وسفانتي ثونبرج ومالينا إرنمان
في هذا الكتاب ، تقدم الناشطة المناخية غريتا ثونبرج وأسرتها وصفًا شخصيًا لرحلتهم لزيادة الوعي بالحاجة الملحة للتصدي لتغير المناخ. يقدم الكتاب حسابًا قويًا ومؤثرًا للتحديات التي نواجهها والحاجة إلى العمل.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الانقراض السادس: تاريخ غير طبيعي"
من اليزابيث كولبرت
في هذا الكتاب ، تستكشف إليزابيث كولبرت الانقراض الجماعي المستمر للأنواع بسبب النشاط البشري ، بالاعتماد على البحث العلمي وأمثلة من العالم الحقيقي لتقديم نظرة واقعية لتأثير النشاط البشري على العالم الطبيعي. يقدم الكتاب دعوة مقنعة للعمل لحماية تنوع الحياة على الأرض.
