Kaip mikroplastikas vandenyne paveiks jūrų gyvybę

Kaip mikroplastikas vandenyne paveiks jūrų gyvybę

Kol gyvavo jūrinė gyvybė, buvo jūrinis sniegas – nepaliaujama mirties šlapdriba ir atliekos, grimztančios iš paviršiaus į jūros gelmes.

Sniegas prasideda kaip dėmės, kurios susikaupia į tankius, pūliuojančius dribsnius, kurie palaipsniui skęsta ir nuslenka pro snukiautojų burnas (ir į burną panašius aparatus) toliau žemyn. Tačiau net ir prarytas jūros sniegas greičiausiai vėl iškris; kalmaro viduriai yra tik poilsio stotelė šiame ilgame kelyje į gilumą.

Nors šis terminas gali reikšti žiemos baltumą, jūrinis sniegas dažniausiai būna rusvas arba pilkšvas, daugiausia sudarytas iš negyvų dalykų. Per eonus nuolaužose buvo tie patys dalykai – augalų ir gyvūnų skerdenų dėmės, išmatos, gleivės, dulkės, mikrobai, virusai – ir pernešama vandenyno anglis, kuri buvo laikoma jūros dugne. Tačiau į jūrinį sniegą vis dažniau prasiskverbia mikroplastikai: pluoštai ir poliamido, polietileno ir polietileno tereftalato fragmentai. Ir atrodo, kad šis dirbtinis kritimas keičia mūsų planetos senovinį aušinimo procesą.

Kiekvienais metais į Žemės vandenynus patenka dešimtys milijonų tonų plastiko. Iš pradžių mokslininkai manė, kad medžiaga turėjo plūduriuoti šiukšlių lopuose ir žieduose, tačiau paviršiaus tyrimai sudarė tik apie vieną procentą apskaičiuoto vandenyno plastiko. Neseniai atliktas modelis parodė, kad 99,8 procentai plastiko, patekusio į vandenyną nuo 1950 m., nuskendo žemiau kelių pirmųjų šimtų pėdų vandenyno. Mokslininkai jūros dugne aptiko 10 000 kartų daugiau mikroplastiko nei užterštuose paviršiniuose vandenyse.

Panašu, kad jūrinis sniegas, vienas iš pagrindinių takų, jungiančių paviršių ir gelmę, padeda plastikui nuskęsti. Ir mokslininkai tik pradėjo aiškintis, kaip šios medžiagos trukdo giliavandeniams maisto tinklams ir natūraliems vandenyno anglies ciklams.

„Tai ne tik tai, kad jūrų sniegas perneša plastiką ar užpildus su plastiku“, – sakė Floridos Atlanto universiteto mokslininkė Luisa Galgani. „Tai yra tai, kad jie gali padėti vienas kitam patekti į gilų vandenyną“.

Saulės apšviestas jūros paviršius žydi fitoplanktonu, zooplanktonu, dumbliais, bakterijomis ir kita smulkmena, kurios maitinasi saulės spinduliais ar vienas kitu. Kai šie mikrobai metabolizuojasi, kai kurie gamina polisacharidus, kurie gali sudaryti lipnų gelį, kuris pritraukia negyvus mažyčių organizmų kūnus, mažas didesnių skerdenų šukes, foraminiferų ir pteropodų lukštus, smėlį ir mikroplastiką, kurie sulimpa ir sudaro didesnius dribsnius. „Jie yra klijai, sulaikantys visus jūrinio sniego komponentus“, – sakė dr. Galgani.

Jūrų snaigės krenta skirtingu greičiu. Mažesni nusileidžia lėčiau – „lėtai kaip metras per dieną“, – sakė Kalifornijos universiteto San Diego Scripps okeanografijos instituto biologinė okeanografė Anela Choy. Didesnės dalelės, pavyzdžiui, tankios išmatų granulės, gali greičiau nuskęsti. „Jis tiesiog šokteli iki vandenyno dugno“, – sakė Floridos Atlanto universiteto mokslininkė Tracy Mincer.

Plastikas vandenyne nuolat degraduoja; Netgi toks didelis ir judrus daiktas kaip pieno ąsotis ilgainiui išsiskirs ir suskils į mikroplastiką. Šie plastikai sukuria atskirų mikrobų bendruomenių bioplėveles – „plastisferą“, – sakė terminą sukūrusi Nyderlandų karališkojo jūrų tyrimų instituto mokslininkė Linda Amaral-Zettler. „Mes manome, kad plastikas yra inertiškas“, – sakė dr. Amaral-Zettler. „Kai jis patenka į aplinką, jį greitai kolonizuoja mikrobai.

Mikroplastikai gali priimti tiek daug mikrobų autostopu, kad jie neutralizuoja natūralų plastiko plūdrumą, todėl jų plaustas nuskendo. Tačiau jei bioplėvelės suyra einant žemyn, plastikas gali plaukti atgal, o tai gali sukelti mikroplastiko skaistyklą vandens stulpelyje. Jūros sniegas yra ne kas kita, o stabilus; dribsniams laisvai krentant į bedugnę, jie nuolat sušąla ir byra, nuomojami bangų ar plėšrūnų.

„Tai nėra taip paprasta: viskas nuolat griūva“, – sakė Ekseterio universiteto Anglijoje jūrų ekologas Adamas Porteris. „Tai juoda dėžė viduryje vandenyno, nes negalime ten išbūti pakankamai ilgai, kad išsiaiškintume, kas vyksta.

Siekdamas ištirti, kaip vandens storymėje pasiskirsto jūros sniegas ir plastikai, daktaras Minceris pradėjo tirti gilesnius vandenis naudodamas indaplovės dydžio siurblį, pilną filtrų, kabantį ant vielos iš tyrimų valties. Filtrai yra išdėstyti nuo didelio tinklelio iki mažo, kad būtų galima filtruoti žuvis ir planktoną. 10 valandų iš eilės eksploatuojant šiuos siurblius, po Pietų Atlanto subtropinio žiedo vandens storymėje paaiškėjo nailono pluoštai ir kiti mikroplastikai.

Tačiau net ir turint mokslinių tyrimų laivą bei jo brangią ir neparankią įrangą atskirą jūros sniego gabalą sunku išgauti iš gilaus vandenyno vandens. Siurbliai dažnai trikdo sniegą ir išbarsto išmatų granules. Ir vien dribsniai leidžia mažai suprasti, kaip greitai skęsta kai kurie sniegai, o tai labai svarbu norint suprasti, kiek laiko plastikai laikosi, yo-yo ar skęsta vandens stulpelyje prieš nusėdant ant jūros dugno.

– Ar tai dešimtmečiai? – paklausė daktaras Minceris. Ar tai šimtai metų? Tada suprasime, dėl ko čia esame ir kokia tai iš tikrųjų problema.

Norėdami atsakyti į šiuos klausimus ir dirbti neviršydami biudžeto, kai kurie mokslininkai laboratorijoje pagamino ir manipuliavo savo jūriniu sniegu.

Ekseteryje daktaras Porteris surinko kibirus jūros vandens iš netoliese esančios estuarijos ir krovė vandenį į nuolat besisukančius butelius. Tada jis apibarstė mikroplastikas, įskaitant polietileno karoliukus ir polipropileno pluoštus. Nuolatinis plakimas ir lipnios hialurono rūgšties purslai skatino daleles susidurti ir sulipti į sniegą.

„Akivaizdu, kad neturime 300 metrų ilgio vamzdžio, kad jis nuskęstų“, – sakė dr. Porteris. „Ją ridendami sukuriate nesibaigiantį vandens stulpelį, kuriame dalelės gali iškristi.

Po to, kai buteliai riedėjo tris dienas, jis pipete ištraukė sniegą ir išanalizavo mikroplastiko kiekį kiekviename dribsnelyje. Jo komanda išsiaiškino, kad visų rūšių mikroplastikas, kurį jie išbandė, susikaupė į jūrinį sniegą ir kad mikroplastikai, tokie kaip polipropilenas ir polietilenas, kurie paprastai yra per daug plūdrūs, kad nuskęstų patys, lengvai nuskendo, kai patenka į jūros sniegą. O visas mikroplastika užterštas jūrinis sniegas nuskendo žymiai greičiau nei natūralus jūrinis sniegas.

Dr. Porteris teigė, kad šis galimas sniego greičio pokytis gali turėti didžiulį poveikį tam, kaip vandenynas sulaiko ir kaupia anglį: greitesnis sniegas galėtų kaupti daugiau mikroplastiko giluminiame vandenyne, o lėčiau sningant plastiku pripildytos dalelės gali tapti lengviau prieinamos. plėšrūnams, potencialiai badaujantiems maisto tinklams giliau. „Plastikas yra dietos piliulė šiems gyvūnams“, – sakė Karin Kvale, anglies ciklo mokslininkė iš GNS Science Naujojoje Zelandijoje.

Eksperimentuose Kretoje, finansuodamas iš Europos Sąjungos mokslinių tyrimų programos „Horizontas 2020“, daktaras Galgani bandė mėgdžioti jūrinį sniegą didesniu mastu. Ji numetė šešis mezokosmus – didžiulius maišus, kuriuose buvo beveik 800 galonų jūros vandens ir atkūrė natūralų vandens judėjimą – į didelį baseiną. Tokiomis sąlygomis susidarė jūrinis sniegas. „Daugiausiai stebite lauką“, – sakė dr. Galgani. „Jūs turite tiek mažai vietos ir ribotą sistemą. Mezokosme jūs manipuliuojate natūralia sistema.

Dr. Galgani sumaišė mikroplastiką į tris mezokosmus, bandydamas „atkurti jūrą ir galbūt būsimą vandenyną, kuriame būtų didelė plastiko koncentracija“, sakė ji. Mikroplastiko prikrauti mezokosmai gamino ne tik daugiau jūrinio sniego, bet ir daugiau organinės anglies, nes plastikai suteikė daugiau paviršių mikrobams kolonizuotis. Visa tai galėtų įsėti į giluminį vandenyną dar daugiau anglies ir pakeisti vandenyno biologinį siurblį, kuris padeda reguliuoti klimatą.

„Žinoma, tai labai, labai didelis vaizdas“, – sakė dr. Galgani. „Tačiau turime keletą signalų, kad tai gali turėti įtakos. Žinoma, tai priklauso nuo to, kiek plastiko yra.

Kad suprastų, kaip mikroplastikas gali keliauti giliavandeniais maisto tinklais, kai kurie mokslininkai ieškojo įkalčių į būtybes.

Kas 24 valandas daugelis jūrų organizmų rūšių pradeda sinchronišką migraciją aukštyn ir žemyn vandens stulpelyje. „Jie kiekvieną dieną ir naktį įveikia maratono atitikmenį“, – sakė daktaras Choy. Pernambuko kaimo federalinio universiteto (Brazilijoje) mokslininkas Guilherme’as VB Ferreira susimąstė: „Ar įmanoma, kad jie gabena plastiką aukštyn ir žemyn?

Dr. Ferreira ir Anne Justino, to paties universiteto doktorantūros studentės, rinko vampyrinius kalmarus ir vidutinio vandens kalmarus iš tropinio Atlanto lopinėlio. Abiejose rūšyse jie aptiko gausybę plastikų: daugiausia pluoštų, bet ir skeveldrų bei karoliukų.

Tai buvo prasminga vidutinio vandens kalmarams, kurie naktį migruoja į paviršių, kad maitintųsi žuvimis ir ropliais, kurie tiesiogiai valgo mikroplastiką. Tačiau vampyrų kalmarų, gyvenančių gilesniuose vandenyse, kur mažiau mikroplastiko, skrandžiuose buvo dar didesnis plastiko, taip pat putplasčio, kiekis. Tyrėjai iškėlė hipotezę, kad vampyrinių kalmarų pagrindinė dieta – jūros sniegas, ypač mėsingesnės išmatų granulės, gali patekti plastiko į jų pilvą.

„Tai labai jaudina“, – sakė ponia Justino. Dr. Ferreira sakė: „Jie yra viena iš labiausiai pažeidžiamų rūšių dėl šios antropogeninės įtakos“.

Ponia Justino iškasė pluoštus ir karoliukus iš žiburių, ševelių ir kitų žuvų, kurios migruoja aukštyn ir žemyn mezolagijoje, virškinamajame trakte, 650–3300 pėdų žemyn. Kai kurios mikrobų bendruomenės, kurios apsigyvena ant mikroplastiko, gali bioliuminescencuoti ir pritraukti žuvis kaip masalas, sakė dr. Mincer.

Monterėjaus įlankos kanjone daktaras Choy norėjo suprasti, ar tam tikros rūšies filtrų tiektuvai praryja mikroplastiką ir perneša juos į maisto tinklus gilesniame vandenyje. „Jūrų sniegas yra vienas geriausių dalykų, jungiančių maisto tinklus visame vandenyne“, – sakė ji.

Daktaras Choy’us atkreipė dėmesį į milžinišką lervą Bathochordaeus stygius. Lerva primena mažą buožgalvį ir gyvena gomuriniame gleivių burbule, kuris gali siekti iki metro ilgio. „Tai baisiau nei pats žiauriausias bugis, kurį kada nors matėte“, – sakė daktaras Chojus. Kai nuo maitinimosi užsikemša jų snarglių namai, lervos pasitraukia ir sunkūs burbuliukai nuskęsta. Daktaras Choy’us išsiaiškino, kad šiuose gleivių rūmuose gausu mikroplastiko, kuris kartu su visa anglimi nupilamas į gilumą.

Milžiniškų lervų aptinkama visame pasaulio vandenyne, tačiau daktarė Choy pabrėžė, kad jos darbas buvo orientuotas į Monterey Bay kanjoną, kuris priklauso saugomų jūrų teritorijų tinklui ir nėra reprezentatyvus kitoms, labiau užterštoms jūroms. „Tai viena gili įlanka vienoje šalies pakrantėje“, – sakė daktaras Choy. „Padidinkite mastelį ir pagalvokite, koks didžiulis yra vandenynas, ypač gilus vanduo“.

Atskiri jūrinio sniego dribsniai yra maži, tačiau jie susideda. Dr. Kvale’o sukurtas modelis apskaičiavo, kad 2010 m. pasaulio vandenynuose buvo pagaminta 340 kvadrilijonų jūrinio sniego agregatų, kurie kasmet į jūros dugną galėjo nugabenti net 463 000 tonų mikroplastiko.

Mokslininkai vis dar tiksliai tiria, kaip šis plastikinis sniegas skęsta, bet jie tikrai žino, sakė dr. Porteris, kad „viskas galiausiai paskęsta vandenyne“. Vampyriniai kalmarai gyvens ir mirs ir galiausiai taps jūriniu sniegu. Tačiau pro juos praeinantis mikroplastikas išliks ir galiausiai nusės ant jūros dugno stratigrafiniame sluoksnyje, kuris žymės mūsų laiką planetoje dar ilgai po to, kai nebeliks žmonių.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.