캘리포니아와 하와이 사이 태평양의 일부는 파란색과 녹색의 중간인 청록색으로 변하고 있습니다. 이러한 변화는 위성에 의해 기록되었으며, 위성은 20년 동안 물에 반사되는 파란색과 녹색 빛의 증가를 감지했습니다. 영향을 받은 지역은 해류가 수많은 플라스틱 폐기물을 축적하는 거대한 지역인 태평양 거대 쓰레기 섬(Great Pacific Garbage Patch)의 지역과 일치합니다. 그리고 이러한 변화의 가능한 원인 중에는 미세플라스틱이 있습니다.
이는 에 발표된 연구에서 제안되었습니다. 커뮤니케이션 지구 및 환경 노르웨이 베르겐 대학교 연구진의 연구 결과입니다. 연구자들은 2002년부터 2022년 사이에 수집된 세 세트의 위성 데이터를 분석하여 작은 플라스틱 입자의 축적과 양립할 수 있는 물의 광학적 특성의 변화를 확인했습니다. 일반적인 관찰을 피할 수 있을 만큼 작지만 잠재적으로 바다가 빛을 반사하는 방식을 바꿀 만큼 충분히 작습니다.
태평양의 거대한 플라스틱 덩어리가 또 다른 흔적을 남기고 있습니다
태평양 쓰레기 소용돌이(Pacific Trash Vortex)라고도 알려진 태평양 거대 쓰레기 지대(Great Pacific Garbage Patch)는 종종 “플라스틱 섬”으로 불립니다. 우리가 원한다면 걸을 수도 있는 병, 가방, 폐기물이 빽빽하게 들어차 있는 공간을 상상하게 만드는 위험을 연상시키는 이름입니다. 상황은 상당히 다릅니다. 폐기물은 거대한 표면에 분산되어 북태평양의 해류에 끌려 집중됩니다. 일부는 떠 있고 다른 일부는 물 속에 떠 있으며, 대부분은 너무 작아서 육안으로 볼 수 없습니다.
치수는 문제에 대한 아이디어를 제공합니다. 에 발표된 연구에 따르면 과학 보고서축적된 면적은 약 160만 평방킬로미터로 프랑스 면적의 거의 3배에 달하며, 추정 플라스틱 양은 79,000톤에 달합니다. 무게의 대부분은 더 큰 폐기물, 특히 그물과 낚시 장비로 구성되었습니다. 미세플라스틱은 전체 질량의 8%에 불과하지만, 추정되는 1조 8000억 개의 조각 중 94%를 차지합니다.
그리고 우리는 연구자들이 크기가 0.5mm부터 시작하여 샘플링할 수 있었던 입자에 대해서만 이야기하고 있습니다. 더 작은 것들은 본질적으로 계산에서 제외되었습니다. 노르웨이 그룹의 관심을 끈 것은 바로 후자였습니다. 즉, 300마이크로미터보다 작고 1/3밀리미터도 안되는 파편으로 물 속에 떠다니면서 햇빛과 상호 작용할 수 있습니다.
5mg의 미세플라스틱이면 물에 반사되는 빛을 변화시키기에 충분합니다.
바다의 색깔은 여러 요인에 따라 달라집니다. 물은 빛의 일부 파장을 흡수하고 다른 파장은 산란시키는 반면, 식물성 플랑크톤, 퇴적물 및 용해 물질은 모양 변화에 기여합니다. 이 과정에는 플라스틱도 개입할 수 있습니다. 더 작은 입자는 많은 천연 물질과 다르게 빛을 산란시키고 표면으로 되돌아가 결국 위성 센서에 도달하는 방사선의 양을 증가시킬 수 있습니다.
연구원 Shea Cheatham, Daniel Koestner 및 Børge Hamre는 북태평양을 포괄하는 위성 관측 기록 세 개를 비교했습니다. 모두 태평양 거대 쓰레기 지대 근처의 일부 지역에서 파란색과 녹색 띠의 반사광이 크게 증가한 것으로 나타났습니다.
@AI 생성 – ©Communications Earth & Environment
이 조합은 과학적 연구에서 주변 바다보다 더 뚜렷하게 나타나는 색조인 청록색을 향한 변화를 만들어냅니다. 물론 이것은 기기로 측정한 변화일 뿐 육안으로 볼 수 있는 거대한 청록색 점이 아닙니다. 얼마나 많은 플라스틱이 영향을 미칠 수 있는지 이해하기 위해 그룹은 다양한 농도의 미세 플라스틱을 도입하여 수학적 모델을 통해 물 속에서 빛의 동작을 재구성했습니다.
그 결과는 놀랍습니다. 시뮬레이션 조건에서 물 1입방미터당 약 5mg의 미세 플라스틱이면 위성 센서가 감지할 수 있는 밝기를 증가시키기에 충분할 수 있습니다. 1,000리터의 물에 5밀리그램이 분포되어 있습니다. 최소한 종이에 적은 양은 이미 우주에서 인식할 수 있는 신호를 남기기에 충분할 수 있습니다.
시뮬레이션에 따르면 미세플라스틱이 이러한 변화를 설명할 수 있습니다.
물론 플라스틱을 사용하지 않아도 바다의 색깔은 다양할 수 있습니다. 식물성 플랑크톤은 분포와 구성을 변화시키고, 유기 물질은 이동하며, 환경 조건은 물에서 반사되는 빛에 지속적으로 영향을 미칩니다. 이러한 효과를 구별하기 위해 학자들은 해양 밝기가 증가하여 물에 존재하는 물질의 농도를 수정하는 50,000개 이상의 시나리오를 개발했습니다. 천연 성분만 고려한 경우 시뮬레이션의 3%만이 청록색으로 전환되었습니다. 미세플라스틱도 포함해 비율이 13%로 높아졌다. 4배가 넘습니다.
저자에 따르면, 자연적 변화만으로 동일한 결과를 얻으려면 일반적으로 바이오매스와 용존 유기 물질의 감소를 동반하는 식물성 플랑크톤 구성의 중요한 변화가 필요합니다. 따라서 미세플라스틱의 존재는 관찰된 현상에 대한 그럴듯한 설명을 나타냅니다.
플라스틱에 대한 변화의 원인을 확실하게 밝히기 위해서는 영향을 받은 지역에서 직접 측정이 여전히 필요합니다. 또한 세 개의 위성 시리즈가 기록된 변화의 강도가 다르기 때문입니다. 그러나 결과는 지금까지 특히 모니터링하기 어려웠던 오염을 식별할 수 있는 방법을 이미 보여줍니다.
우주에서 미세플라스틱을 발견할 수는 있지만 수집은 훨씬 더 어려울 것입니다.
만약 확인된다면, 이번 발견은 해양 오염을 연구하기 위한 새로운 도구를 제공할 수 있을 것입니다. 현재 가장 작은 미세 플라스틱을 식별하려면 해상 샘플링, 실험실 분석 및 특정 도구가 필요합니다. 특히 수백만 평방 킬로미터 크기의 표면을 검사해야 하는 경우 복잡한 작업입니다.
반면에 위성은 바다의 매우 넓은 부분을 지속적으로 관찰할 수 있습니다. 물에 의해 반사되는 빛의 특정 변화를 인식하는 것은 과학자들이 가장 작은 입자가 축적되는 영역을 식별하고 시간에 따른 입자의 움직임을 추적하는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 미세플라스틱을 식별할 수 있는 것과 제거할 수 있다는 것에는 큰 차이가 있습니다.
태평양 거대 쓰레기 지대를 청소하기 위해 개발된 기술은 어망, 컨테이너 및 기타 떠다니는 잔해물을 차단할 수 있습니다. 크기가 1밀리미터 미만인 입자가 물기둥 전체에 분산되어 해양 유기체와 혼합되면 작업이 훨씬 더 복잡해집니다. 연구자들은 300마이크로미터 이하의 미세플라스틱을 대규모로 제거하는 것은 불가능하지는 않더라도 극히 어려울 것이라고 스스로 지적합니다.
더 복잡한 문제는 더 큰 폐기물이 계속해서 악화된다는 점입니다. 파도, 햇빛, 기계적 마모로 인해 플라스틱 물체가 점차 조각나고 해양 환경에 남아 먹이 사슬로 들어갈 수 있는 점점 더 작은 입자가 생성됩니다. 따라서 우리가 바다에서 플라스틱을 수집하는 더욱 정교한 방법을 모색함에 따라 가장 복구하기 어려운 부분은 이미 우주에서 인식할 수 있는 흔적을 남기기 시작했을 수도 있습니다.
