O plástico é o tipo de entulho mais comum que flutua nos oceanos do mundo. Ondas e luz do sol quebram grande parte dele em partículas menores chamadas microplásticos - fragmentos com menos de 5 milímetros de diâmetro, aproximadamente do tamanho de uma semente de gergelim.

Para entender como a poluição microplástica está afetando o oceano, os cientistas precisam saber quanto está lá e onde está se acumulando. A maioria dos dados sobre as concentrações de microplásticos vêm de navios comerciais e de pesquisa que rebocam redes de plâncton - longas, Redes em forma de cone com malha muito fina destinadas à coleta de microrganismos marinhos.

Mas a rede de arrasto pode amostrar apenas pequenas áreas e pode estar subestimando as verdadeiras concentrações de plástico. Exceto nos giros do Atlântico Norte e do Pacífico Norte - grandes zonas onde as correntes oceânicas giram, coleta de detritos flutuantes - os cientistas fizeram muito pouca amostragem para microplásticos. E há poucas informações sobre como as concentrações dessas partículas variam ao longo do tempo.

Para resolver essas questões, A assistente de pesquisa da Universidade de Michigan, Madeline Evans, e eu desenvolvemos uma nova maneira de detectar concentrações de microplásticos do espaço usando o Cyclone Global Navigation Satellite System da NASA. CYGNSS é uma rede de oito microssatélites lançada em 2016 para ajudar os cientistas a prever furacões analisando a velocidade dos ventos tropicais. Eles medem como o vento torna a superfície do oceano mais áspera - um indicador que percebemos que também pode ser usado para detectar e rastrear grandes quantidades de microplásticos.

Procurando zonas suaves

A produção global anual de plástico tem aumentado a cada ano desde a década de 1950, atingindo 359 milhões de toneladas métricas em 2018. Grande parte acaba em aberto, aterros não controlados, onde pode chegar às zonas de drenagem dos rios e, finalmente, aos oceanos do mundo.

Os pesquisadores documentaram pela primeira vez detritos de plástico nos oceanos na década de 1970. Hoje, é responsável por cerca de 80% a 85% do lixo marinho.

Os radares dos satélites CYGNSS são projetados para medir os ventos sobre o oceano indiretamente, medindo como eles tornam a superfície da água áspera. Sabíamos que quando há muito material flutuando na água, os ventos não o tornam tão áspero. Por isso, tentamos calcular o quanto as medições mais suaves indicavam que a superfície era do que deveria ser se ventos da mesma velocidade estivessem soprando em águas claras.

Essa anomalia - a "aspereza ausente" - acaba sendo altamente correlacionada com a concentração de microplásticos perto da superfície do oceano. Dito de outra forma, as áreas onde as águas superficiais parecem ser anormalmente lisas freqüentemente contêm altas concentrações de microplásticos. A suavidade pode ser causada pelos próprios microplásticos, ou possivelmente por alguma outra coisa associada a eles.

Ao combinar todas as medições feitas pelos satélites CYGNSS enquanto orbitam ao redor do mundo, podemos criar imagens globais de lapso de tempo de concentrações de microplásticos do oceano. Nossas imagens identificam prontamente a Grande Mancha de Lixo do Pacífico e regiões secundárias de alta concentração de microplásticos no Atlântico Norte e nos oceanos do sul.

Rastreando fluxos de microplásticos ao longo do tempo

Uma vez que o CYGNSS rastreia a velocidade do vento constantemente, permite-nos ver como as concentrações de microplásticos mudam ao longo do tempo. Ao animar imagens de um ano, revelamos variações sazonais que não eram conhecidas anteriormente.

Descobrimos que as concentrações globais de microplásticos tendem a atingir o pico no Atlântico Norte e no Pacífico durante os meses de verão do Hemisfério Norte. Junho e julho, por exemplo, são os meses de pico da Grande Mancha de Lixo do Pacífico.

As concentrações no hemisfério sul atingem o pico durante os meses de verão, janeiro e fevereiro. Concentrações mais baixas durante o inverno em ambos os hemisférios são provavelmente devido a uma combinação de correntes mais fortes que rompem as plumas microplásticas e aumento da mistura vertical - a troca entre a superfície e a água mais profunda - que transporta parte do microplástico abaixo da superfície.

Essa abordagem também pode ter como alvo regiões menores em períodos de tempo mais curtos. Por exemplo, examinamos eventos episódicos de efluentes da foz dos rios Yangtze e Qiantang da China, onde deságuam no Mar da China Oriental. Esses eventos podem ter sido associados a aumentos na atividade de produção industrial, ou com aumentos na taxa em que os administradores permitem que os rios fluam através das represas.

Melhor direcionamento para limpezas

Nossa pesquisa tem vários usos potenciais. Organizações privadas, como The Ocean Cleanup, uma organização sem fins lucrativos na Holanda, e Clewat, uma empresa finlandesa especializada em tecnologia limpa, usar navios especialmente equipados para coletar, reciclar e descartar lixo marinho e detritos. Começamos conversas com os dois grupos e esperamos ajudá-los a implantar suas frotas de maneira mais eficaz.

Nossas imagens espaciais também podem ser usadas para validar e melhorar os modelos de previsão numérica que tentam rastrear como os microplásticos se movem através dos oceanos usando padrões de circulação oceânica. Os acadêmicos estão desenvolvendo vários desses modelos.

Enquanto as anomalias da rugosidade do oceano que observamos se correlacionam fortemente com as concentrações de microplásticos, nossas estimativas de concentração são baseadas nas correlações que observamos, não em uma relação física conhecida entre microplásticos flutuantes e aspereza do oceano. Pode ser que as anomalias de rugosidade sejam causadas por outra coisa que também está correlacionada com a presença de microplásticos.

Uma possibilidade são os surfactantes na superfície do oceano. Esses compostos químicos líquidos, que são amplamente utilizados em detergentes e outros produtos, movem-se pelos oceanos de maneira semelhante aos microplásticos, e eles também têm um efeito de amortecimento na rugosidade do oceano provocada pelo vento.

Further study is needed to identify how the smooth areas that we identified occur, and if they are caused indirectly by surfactants, to better understand exactly how their transport mechanisms are related to those of microplastics. But I hope this research can be part of a fundamental change in tracking and managing microplastic pollution.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.