Brian Yurasits / Unsplash, CC BY-SA
Van de honderden miljoenen tonnen plastic afval die we elk jaar produceren, wordt geschat dat ongeveer tien miljoen ton komt de oceaan binnen. Ongeveer de helft van de geproduceerde kunststoffen is minder compact dan water en blijft dus drijven. Maar wetenschappers schatten dat er slechts ongeveer zijn 0.3 miljoen ton van plastic dat op het oceaanoppervlak drijft, dus waar gaat de rest naartoe?
Denk eens aan de reis van een plastic vezel die uit je vlies komt. Een zware regenbui spoelt het in een regenafvoer of een nabijgelegen rivier. Zakt de kleine vezel daar? Of voert de rivier het naar de kust waar het op de zeebodem blijft hangen? Of blijft het verder naar buiten drijven - en eindigt het uiteindelijk in de uitgestrekte open oceaan?
De duizelingwekkende verscheidenheid aan vormen die plastic afval kan aannemen, betekent dat het lot van een vezel slechts een van de vele mysteries is.
Als we erachter komen waar al het ontbrekende plastic terechtkomt, kunnen we erachter komen welke delen van de oceaan het meest worden getroffen door dit soort vervuiling - en waar we ons op moeten focussen. Maar om dat te doen, moeten we de paden van verschillende soorten plastic kunnen voorspellen, waarvoor grote teams van natuurkundigen, biologen en wiskundigen moeten samenwerken.
Dat is wat ons onderzoeksteam doet. Dit is wat we tot nu toe hebben geleerd.
Plastic paden
We weten al dat grote stukken plastic, zoals flessen, jaren, zo niet eeuwen, op het zeeoppervlak kunnen drijven, waarbij het lang duurt voordat ze afgebroken zijn. Stromingen, winden en golven kunnen ze, na een reis van meerdere jaren, naar het centrum van oceaanbekkens brengen, waar ze zich ophopen in 1,000 km brede circulatiesystemen die bekend staan als gyres. De uitgestrekte 'vuilnisplekken”Dat resultaat lijkt meer op een soep van plastic dan op een eiland van afval.
Maar het lot van plastic vezels - misschien wel de kleinste plastic fragmenten die de oceaan bereiken - is complexer. Grote vezels kunnen dagen en weken in nog kleinere stukjes uiteenvallen als gevolg van turbulentie door brekende golven en ultraviolette straling van de zon. Dit worden microplastics genoemd en ze variëren in grootte van vijf millimeter tot vlekjes kleiner dan bacteriën.
Microplastics kunnen door vissen worden gegeten - naar schatting één op de drie ?sh door mensen gegeten bevat microplastics. Kleine deeltjes kunnen ook worden geconsumeerd door zoöplankton - microscopisch kleine dieren die aan de oppervlakte drijven - die vervolgens worden opgegeten door nog grotere dieren, waaronder walvissen.
Micro-organismen kunnen ook op het oppervlak van microplastics groeien, in een proces dat bekend staat als "biofouling", waardoor ze zinken. Modderige rivieren, zoals de Mississippi of de Amazone, bevatten kleisoorten snel settelen wanneer ze in contact komen met zout oceaanwater. Microplastics kunnen door de bezinkende klei worden meegevoerd, maar hoeveel dit precies gebeurt, is niet bekend.
Het is een enorme uitdaging om al deze uitkomsten voor elk stukje plastic te kwantificeren. Welke fractie komt terecht in vissen, meegevoerd door klei of bedekt met microbieel slijm op de zeebodem? Van de fractie plastic die de hele weg naar de open oceaan bereikt, is het onduidelijk hoe lang het duurt voordat biofouling of andere krachten de deeltjes ver onder het oppervlak trekken om aan hun lange, laatste afdaling naar de zeebodem te beginnen.
Met al deze complicerende factoren lijkt het misschien hopeloos te voorspellen waar plastic uiteindelijk terechtkomt. Maar we boeken langzaam vooruitgang.
Een golf vangen
Als je ooit op een boot in woelig water bent geweest, zou je kunnen denken dat je gewoon op en neer dobbelt op dezelfde plek. Maar je beweegt eigenlijk heel langzaam in de richting van de golven. Dit is een fenomeen dat bekend staat als de Stokes drijven, en het tast ook drijvende kunststoffen aan.
Voor deeltjes kleiner dan 0.1 millimeter is bewegen door zeewater alsof we door honing waden. Maar de viscositeit van zeewater heeft minder invloed op kunststoffen groter dan een millimeter. Elke golf geeft deze grotere deeltjes een extra zetje in zijn richting. Volgens voorlopig onderzoek dat momenteel wordt beoordeeld, kan dit betekenen dat er grotere plastics naar zee worden vervoerd veel sneller dan minuscule microplastics, waardoor ze minder snel terechtkomen in delen van de oceaan waar meer zeeleven te vinden is - langs de kust.
Bij dit onderzoek zijn bolvormige plastic deeltjes bestudeerd, maar microplastic afval is er in allerlei soorten en maten, inclusief schijven, staafjes en flexibele vezels. Hoe beïnvloeden golven waar ze terechtkomen?
Een recente studie heeft aangetoond dat niet-sferische deeltjes zichzelf uitlijnen met de richting van golven, wat dat wel kan vertraag de snelheid waarop ze zinken. Lab experimenten hebben verder laten zien hoe de vorm van elk plastic deeltje van invloed is op hoe ver het wordt vervoerd. Minder bolvormige deeltjes hebben een grotere kans om verder van de kust te komen.
Het oplossen van het mysterie van de ontbrekende kunststoffen is een wetenschap die nog in de kinderschoenen staat. Het vermogen van golven om grote microplastics sneller te transporteren dan eerder werd gedacht, helpt ons te begrijpen waarom ze nu overal in de oceanen van de wereld worden aangetroffen, inclusief in het noordpoolgebied en rond Antarctica Maar het vinden van de vezel die uit je vacht is getrokken, is nog steeds een grotere uitdaging dan het vinden van een naald in een hooiberg.
Over de Auteurs
Bruce Sutherland, hoogleraar natuurkunde, University of Alberta Michelle DiBenedetto, universitair docent werktuigbouwkunde, Universiteit van Washington, en Ton van den Bremer, universitair hoofddocent Engineering, Technische Universiteit Delft
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Boeken over het milieu uit de bestsellerlijst van Amazon
"Stille lente"
door Rachel Carson
Dit klassieke boek is een mijlpaal in de geschiedenis van de milieubeweging en vestigt de aandacht op de schadelijke effecten van pesticiden en hun impact op de natuurlijke wereld. Carsons werk hielp de moderne milieubeweging te inspireren en blijft vandaag de dag relevant, terwijl we blijven worstelen met de uitdagingen van de gezondheid van het milieu.
Klik voor meer info of om te bestellen
"De onbewoonbare aarde: leven na opwarming"
door David Wallace-Wells
In dit boek biedt David Wallace-Wells een krachtige waarschuwing voor de verwoestende effecten van klimaatverandering en de dringende noodzaak om deze wereldwijde crisis aan te pakken. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en praktijkvoorbeelden om een ontnuchterende kijk te geven op de toekomst die we tegemoet gaan als we geen actie ondernemen.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Het verborgen leven van bomen: wat ze voelen, hoe ze communiceren? Ontdekkingen uit een geheime wereld"
van Peter Wohlleben
In dit boek verkent Peter Wohlleben de fascinerende wereld van bomen en hun rol in het ecosysteem. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en Wohlleben's eigen ervaringen als boswachter om inzicht te bieden in de complexe manieren waarop bomen met elkaar en de natuurlijke wereld omgaan.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Ons huis staat in brand: scènes van een gezin en een planeet in crisis"
door Greta Thunberg, Svante Thunberg en Malena Ernman
In dit boek geven klimaatactiviste Greta Thunberg en haar familie een persoonlijk verslag van hun reis om het bewustzijn te vergroten over de dringende noodzaak om klimaatverandering aan te pakken. Het boek geeft een krachtig en ontroerend verslag van de uitdagingen waarmee we worden geconfronteerd en de behoefte aan actie.
Klik voor meer info of om te bestellen
"The Sixth Extinction: een onnatuurlijke geschiedenis"
door Elizabeth Kolbert
In dit boek onderzoekt Elizabeth Kolbert het voortdurende massale uitsterven van soorten als gevolg van menselijke activiteiten, waarbij ze gebruik maakt van wetenschappelijk onderzoek en voorbeelden uit de praktijk om een ontnuchterende kijk te geven op de impact van menselijke activiteit op de natuurlijke wereld. Het boek biedt een dwingende oproep tot actie om de diversiteit van het leven op aarde te beschermen.
