Смоделирована траектория движения микропластика в арктических морях
Ученые в Новосибирске с помощью математического моделирования выявили механизмы и траекторию распространения микропластика в морях Арктики. Об этом сообщает официальное издание Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) "Наука в Сибири".
"Современные физико-математические модели на основе сценарных расчетов позволяют восстанавливать пространственно-временную изменчивость характеристик океанических вод, моделировать систему течений океана и дрейфа морского льда, а также определять возможные области накопления загрязняющих веществ", - рассказала главный научный сотрудник Института вычислительной математики и математической геофизики (ИВМиМГ) СО РАН, доктор физико-математических наук Елена Голубева.
Численное моделирование проводилось с использованием трехмерной модели океана и морского льда SibCIOM, разработанной в Институте вычислительной математики и математической геофизики СО РАН. Модель рассчитывает поля течений, температуры и солености океана, а также толщину и дрейф льда и успешно показала себя при исследовании изменения климата в Северном Ледовитом океане.
Основными источниками поступления микропластика в океан считаются реки - по пути они вбирают сточные воды и мусор. Среди сибирских арктических рек самыми загрязненными считаются Обь и Енисей. Ученые установили, что распространение пластика в океане определяется системой океанических течений, но если он вмерзает в лед, то переносится при дрейфе. Авторы исследования рассматривали сферические частицы разных типов пластика - и плавучие, и тяжелые. Результаты моделирования непрерывного поступления микропластика с речными водами на протяжении пяти лет показали, что легкие пластиковые частицы распространяются как в области шельфа, так и за его пределами. Процесс попадания пластиковых частиц в лед при этом существенно влияет на траектории частиц, так как циркуляция льда может отличаться от циркуляции верхнего слоя океана.
"Лед движется быстро, особенно в области проливов, связывающих Арктику с Северной Атлантикой. Поэтому наиболее легкие частицы, выйдя за пределы Карского моря, могут распространяться достаточно далеко. Тяжелые же пластиковые частицы быстро оседают в непосредственной близости от устья реки, не успев вмерзнуть в ледяной покров, и переносятся системой придонных течений на небольшие расстояния по Карскому морю", - пояснила Голубева.
При благоприятных условиях пластиковые частицы могут накапливать на поверхности живые организмы, что называется процессом биообрастания, и тонуть, рассказала младший научный сотрудник института Марина Градова. Биообрастание существенно влияет на траекторию движения частицы и глубину погружения на дно. Моделирование показало, что легкие частицы, которые обрастают водорослями, постепенно погружаются глубже, но на определенной глубине из-за перепада температур и уменьшения количества света водоросли теряют способность размножаться и отмирают. В результате микропластик всплывает на поверхность, где вновь может обрасти биомассой. При этом зимой частицы могут вмерзнуть в лед. Мельчайшие частицы - 0,01 мм - после очищения поднимаются к поверхности около года. Ученые обращают внимание, что важно обратить внимание на биологическую миграцию микропластика путем его поглощения живыми организмами.
О микропластике в арктических морях
По данным исследований, ежегодно в океан попадает от 8 до 13 млн тонн пластиковых отходов. Под воздействием солнечного света, волн, температур и трения мусор крошится и превращается в микропластик фрагментами размером менее пяти миллиметров. Частицы пластика опасны для окружающей среды - например, живые организмы могут воспринимать такие частицы как пищу, что приводит к их гибели. Кроме того, на поверхности микропластика адсорбируются загрязняющие вещества, которые в перспективе могут попасть в организм человека.