De waarnemingen onthullen onder meer dat de hoeveelheid microplastics aan het oppervlak van seizoen tot seizoen fluctueert.

Elk jaar belandt er door ons toedoen naar schatting zo’n 8 miljoen ton plastic in de oceaan. Onder invloed van zonlicht en golven vallen grote plastics uiteen en ontstaan de beruchte microplastics. Deze kleine stukjes plastic kunnen zich over grote afstanden verplaatsen en belanden niet zelden in de lichamen van zeedieren die na het (herhaaldelijk) eten van plastic ziek kunnen worden of zelfs dood kunnen gaan. Een goede reden om deze microplastics op te sporen en op te ruimen. Maar dat is allebei nogal lastig gebleken.

CYGNSS
Onderzoekers van de universiteit van Michigan hebben nu echter een manier gevonden om microplastics wereldwijd in de gaten te kunnen houden. Ze maken daarvoor gebruik van data verzameld door het Cyclone Global Navigation Satellite System (kortweg CYGNSS). Dit bestaat uit 8 microsatellieten die sinds 2016 in een baan om de aarde cirkelen en ontworpen zijn om onderzoek te doen naar de interactie tussen de zee en de lucht nabij het hart van orkanen. De satellieten moeten zo meer inzicht geven in hoe orkanen aan kracht winnen en er uiteindelijk ook toe leiden dat de kracht van orkanen nauwkeuriger kan worden voorspeld.

De micro-satellieten meten daartoe onder meer met behulp van radarsystemen hoe ruw de zee is. “We gebruiken deze radarmetingen om de windsnelheid vast te stellen,” vertelt onderzoeker Chris Ruf. Maar Ruf en collega’s hebben nu ontdekt dat de metingen ook voor heel andere doeleinden kunnen worden gebruikt. “We weten dat de aanwezigheid van spul in het water (zoals plastics, red.) ervoor zorgt dat het water anders op wind reageert. Dus toen ontstond het idee om het om te draaien en de veranderingen in respons van het water (op de wind, red.) te gebruiken om te voorspellen of er iets in het water lag.”

Gelukt!
De onderzoekers combineerden de CYGNSS-data met windsnelheidsmetingen, verzameld door de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Ze zochten daarbij met name naar gebieden waar de oceaan minder ruw was dan je afgaand op de windsnelheid zou verwachten. Vervolgens gingen ze aan de hand van observaties van vissers en modellen die de bewegingen van microplastics voorspellen na of dat ook de gebieden zijn waar veel microplastics te vinden zijn. En hun aanpak bleek te werken; gebieden waar de oceaan minder ruw was dan men op basis van de windsnelheid verwachtte, waren ook de gebieden waar meer microplastics dobberden.

Dat de zee minder ruw is op plaatsen waar veel microplastics te vinden zijn, is waarschijnlijk niet eens zozeer te herleiden naar die microplastics zelfs, maar naar zogenoemde oppervlakte-actieve stoffen die de microplastics vaak vergezellen en de oppervlaktespanning van het water kunnen verlagen. “De microplastics en oppervlakte-actieve stoffen die daar vaak bij te vinden zijn, dempen het opruwen van de zee die plaatsvindt wanneer de wind over het wateroppervlak blaast,” aldus Ruf. Dat deze olie- of zeepachtige stoffen de plastics vergezellen, komt enerzijds doordat ze vaak samen met microplastics vrijkomen en anderzijds doordat ze zich eenmaal in het water op dezelfde manieren verplaatsen en verzamelen.

De onderzoekers lijken dus een manier gevonden te hebben om microplastics te lokaliseren en volgen. En dat is toch wel een doorbraak. “Er was nog geen betrouwbare manier om de concentratie microplastics in de wereldwijde oceanen te meten,” stelt Ruf in gesprek met Scientias.nl. “Eerdere metingen vonden plaats in specifieke gebieden, zoals de Great Pacific Garbage Patch. Ook was het eerder niet mogelijk om voortdurend metingen te doen en na te gaan hoe de concentraties veranderen.”

Fluctuaties
Dat laatste is nu wel mogelijk en levert direct een verrassing op. Want de concentratie microplastics blijkt door de seizoenen heen te variëren. Op het noordelijk halfrond bereiken de concentraties in juni en juli een piek. En ook op het zuidelijk halfrond piekt de concentratie microplastics in de zomermaanden januari en februari. In de winter liggen concentraties op beide halfronden juist lager. Het is waarschijnlijk te herleiden naar krachtigere stromingen in het water die grotere verzamelingen microplastics opbreken en er bovendien voor zorgen dat microplastics naar grotere diepte worden gevoerd.

Yangtze-rivier
Daarnaast geven de data ook meer inzicht in hoe microplastics precies de oceaan binnendringen. Zo zagen de onderzoekers de concentratie microplastics aan de monding van de Yangtze-rivier – waarvan al langer vermoed wordt dat deze microplastics naar de oceaan voert – herhaaldelijk pieken.

Vaststellen waar de microplastics precies vrijkomen en rondhangen is nog maar een eerste stap. De volgende stap is natuurlijk om deze plastics ook op te ruimen. Daar wordt wel aan gewerkt, maar het blijft vooralsnog dweilen met de kraan open, zo stelt Ruf. Want plastics worden ook nog steeds in toenemende mate gebruikt en gedumpt. Organisaties zoals The Ocean Cleanup laten zich daardoor echter niet uit het veld slaan en gaan stug door met hun pogingen de oceaan een beetje schoner te maken. De onderzoekers hopen daarbij te kunnen helpen; als organisaties zoals The Ocean Cleanup weten waar microplastics zijn en naartoe gaan, kunnen ze hun opruimwerkzaamheden ook gerichter uitvoeren.