Виявлення морського сміття з космосу стало реальністю

Виявлення морського сміття з космосу стало реальністю, згідно з новим дослідженням, проведеним Інститутом морських наук (ICM-CSIC) та Університетом Кадіса, нещодавно опублікованим в журналі Nature Communications.

Досі кількість сміття — переважно пластикового — на поверхні моря рідко була достатньо великою, щоб генерувати сигнал, який можна було б виявити з космосу. Однак, використовуючи суперкомп’ютери і вдосконалені алгоритми пошуку, дослідницька група продемонструвала, що супутники є ефективним інструментом для оцінки кількості сміття в морі.

Для виконання роботи було проаналізовано шестирічну історичну серію спостережень з європейського супутника Copernicus Sentinel-2 у Середземному морі. Загалом було вивчено 300 000 знімків, зроблених кожні 3 дні з роздільною здатністю 10 метрів. Результати виявили великі скупчення сміття всередині плавучих структур, відомих як «валки», які можуть мати довжину до декількох кілометрів і є результатом зближення океанських течій і впливу вітру на морську поверхню.

Хоча сенсори супутника не були спеціально розроблені для виявлення сміття, їхня здатність ідентифікувати пластик дозволила нанести на карту найбільш забруднені ділянки Середземного моря. Ця карта показує основні точки входу сміття з материка і покращує наше розуміння механізмів, які транспортують сміття.

Результати показують, що кількість плаваючого пластику в Середземному морі може покрити площу приблизно 95 квадратних кілометрів за період 2015-2021 років, що еквівалентно приблизно 7 500 футбольним полям.

«Досі пошук скупчень сміття діаметром кілька метрів на поверхні океану був схожий на пошук голок у копиці сіна, оскільки для формування валків потрібна наявність великої кількості сміття і слабкого вітру, щоб запобігти його поширенню», — пояснює Мануель Аріас (ICM-CSIC), один із співкерівників дослідження.

Зі свого боку, Андрес Косар з Університету Кадіса, також співкерівник дослідження, підкреслює, що «актуальність і важливість стежок з точки зору морського сміття була невідома до цього часу», і вітає той факт, що «автоматизація за допомогою суперкомп’ютерів і передових алгоритмів пошуку дозволила довести, що можна здійснювати моніторинг накопичення морського сміття з космосу на великих площах і на регулярній основі».

З огляду на майбутні космічні місії, дослідницька група пропонує встановлювати на супутниках спеціальні датчики виявлення пластику. Згідно з дослідженням, це збільшило б можливість виявлення пластику в океані у 20 разів. Крім того, цю інформацію можна було б порівняти з іншими екологічними факторами, щоб краще зрозуміти механізми перенесення пластикового сміття з суші в море, а також краще спрямовувати дії та правила для боротьби з цією формою забруднення моря, яка впливає на біорізноманіття, рибні запаси та туризм.

Щільність населення, ключовий фактор

У дослідженні зроблено висновок, що такі фактори, як щільність населення, географія та характер опадів, мають значний вплив на накопичення морського сміття. Наприклад, пустельні країни або міста роблять набагато менший внесок у проблему, тоді як у районах з більшою кількістю опадів, особливо коли випадають проливні дощі, накопичення сміття в результаті викидів у попередні дні та тижні є набагато вищим.

Нарешті, дослідження показує, що в своїй більшості сміття континентального походження обмежується першими 15 кілометрами моря від узбережжя, повертаючись на узбережжя через кілька днів або місяців. «Це підтверджує думку про те, що розподіл пластикового сміття континентального походження і сміття, що утворюється в результаті людської діяльності безпосередньо в морі, поводиться і розподіляється по-різному», — пояснює Аріас.

Автори дослідження ілюструють застосовність нової методології кількома реальними кейсами, такими як оцінка ефективності планів дій щодо боротьби зі сміттям у річці Тибр у Римі (Італія), виявлення гарячих точок забруднення, пов’язаних з морським транспортом у Суецькому каналі (Єгипет) або використання супутникових спостережень для керівництва роботами з очищення акваторії Біскайської затоки (Іспанія).

З усім тим, результати дослідження показують, що супутниковий моніторинг забруднення морського середовища є можливим і перспективним для вирішення інших проблем, окрім пластику. Наприклад, датчик, спеціально призначений для виявлення та ідентифікації плавучих об’єктів, може допомогти у вирішенні таких проблем, як втрата вантажу на суднах, розливи нафти або пошуково-рятувальні роботи на морі.

Крім Університету Кадіса і ICM-CSIC, до команди входять дослідники з Європейського космічного агентства (ESA), ARGANS France, Політехнічного університету Каталонії (Іспанія), Національного консорціуму дослідників (ISMAR-CNR, Італія), Технічного університету Криту (Греція), ARGANS Ltd. (Великобританія), ARGANS Ltd. (США), ARGANS Ltd. (Великобританія), ARGANS Ltd. (Франція), ARGANS Ltd. (Іспанія), ARGANS Ltd. (Італія), ARGANS Ltd. (США), ARGANS Ltd. (Великобританія), ARGANS Ltd. (Франція). (Великобританія), AIRBUS Defence and Space (Франція), Об’єднаний дослідницький центр (JRC) Європейської комісії, The Ocean Cleanup (Нідерланди) і ACRI-ST (Франція).