科学家们正在使用卫星追踪漂洋过海的垃圾河流
在地球的海洋中漂浮着大量的人造垃圾。从塑料吸管到饮料瓶和食品包装纸，海洋是这个星球上增长最快的垃圾场。一些塑料被磨成小颗粒，最终进入食物链，而人类在食物链的顶端。由于这个原因，以及其他许多原因，欧洲航天局（ESA）正在通过 MARLISAT 项目追踪远洋塑料。这是为识别和追踪通过世界水道的海洋垃圾而创建的25项努力之一。最终目标是帮助各国减少海洋垃圾，特别是塑料垃圾。
上图：一种称为 ECCO-2 的洋流计算模型，它显示了垃圾如何分布在地球的海洋中。
海洋中塑料的存在并不是什么牵强的恐怖故事。这是可验证的事实，基于显示海洋中漂浮物的数据。在海上工作或度假的人，以及住在海岸线上的人很容易发现最明显的垃圾堆积点。 大太平洋垃圾带（Great Pacific Garbage Patch）可能是最著名的垃圾收集地，但还有其他的。此外，卫星正在从太空追踪这些东西。
根据欧洲航天局的数据，每分钟有相当于一卡车的塑料进入海洋。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）表示，世界上没有任何地方不受海洋垃圾的影响。水传播的垃圾非常普遍，它影响着世界上所有的水道和海洋。这是坏消息。好消息是，MARLISAT 和其他项目可以更清晰地看到垃圾及其去向。
通过卫星追踪塑料垃圾
弄清楚海洋垃圾的去向需要在整个海洋系统中有跟踪能力。海洋中的垃圾会根据遇到的洋流，走复杂的路线。研究人员利用印度尼西亚海岸的一组复杂洋流，测试了可跟踪的木制浮标原型。法国组织 CLS（Collecte Localization Satellites 的简称）于 2022 年 5 月下旬开发并发布了它们。作为法国航天局 CNES 开发的项目的一部分，这些浮标将在今年夏天剩下的时间里沿着洋流航行。它负责监督利用卫星追踪带标签的海洋动物、浮标和渔船。主要跟踪器是 Argos 地理定位系统的一部分，该系统执行卫星导航修复，并通过卫星链路将其返回到 CLS。
上图：部署一个附在塑料垃圾上的木制跟踪器。
MARLISAT 项目使用来自太空的跟踪浮标和地球观测图像，来检测海洋中塑料和其他垃圾的来源。收集到的数据有助于预测这些东西的运动，以及它倾向于积累的位置。由 CLS 开发的名为 MOBIDRIFT 的海洋漂移模型，有助于预测海洋垃圾在全球范围内移动时的位置。此外，数据和卫星图像被用于正在开发的机器学习算法中，以检测海滩和海洋热点沿线的塑料堆积。
上图：基于 MARLISAT 收集并输入计算机模型的数据的机器学习算法示例。
CLS 的高级海洋学家马克·卢卡斯（Marc Lucas）表示：“这个项目的优势在于结合了卫星观测、现场数据和数值模拟。使用木材做外壳的 Argos 信标是一种更可持续的类型，这也是很棒的。作为科学家，我们有责任朝着更可持续的科学方法努力。”
为什么要担心海上的塑料垃圾？
海上堆积的大量垃圾不仅不美观，而且不卫生。一些材料，如塑料饮料瓶、吸管和瓶子，会被更大的动物（如鲸鱼和鲨鱼）误食。最终，这些动物死时，肚子里装满了未消化的塑料，而其他动物则被塑料材料勒死。
海洋中大量的塑料垃圾导致了从海洋到我们餐盘的食物链的变化。这条路径并不难弄清楚。扔到海里的塑料是不能生物降解的。相反，波浪作用把它们撕成碎片。贝类和其他物种会吃掉这些微塑料碎片。这种污染的结果是，用于制造塑料的化学物质传递给食物链上的其他动物。最终，人类吃了其中一些动物，我们也被同样的化学物质污染了。这些可能是有毒的，取决于我们吃了多少，摄入的塑料聚合物类型，以及其他因素。
上图：这些微塑料是由美国国家海洋和大气协会海洋废弃物计划，于2011年通过曼塔拖网在四条流入切萨皮克湾的支流中收集的。
跟踪海洋中的塑料和其他垃圾的 MARLISAT 项目，应该会帮助那些专注于清洁海洋和海岸线的国家和公司。解决海洋塑料垃圾问题是一项全球性的努力。除了欧空局，其他太空机构，如美国国家航空航天局，也发射了以海洋为重点的地球观测系统。我们的一个重要目标是进一步了解人类活动如何影响我们的水道和海洋。由于有了天基跟踪和数据收集系统，现在做起来更容易了。
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