Uppskattningsvis 8 miljoner ton plastavfall kommer ut i havet varje år, och det mesta av det är misshandlat av sol och vågor till mikroplaster – små fläckar som kan åka på strömmar hundratals eller tusentals mil från deras inträde.

Skräpet kan skada havets liv och marina ekosystem, och det är extremt svårt att spåra och städa upp.

Nu, Forskare från University of Michigan har utvecklat ett nytt sätt att upptäcka mikroplaster från havet över hela världen och spåra dem över tid, tillhandahålla en dag för dag tidslinje för var de kommer in i vattnet, hur de rör sig och var de brukar samlas.

Tillvägagångssättet bygger på Cyclone Global Navigation Satellite System, eller CYGNSS, och kan ge en global vy eller zooma in på små ytor för en högupplöst bild av mikroplastutsläpp från en enda plats.

Tekniken är en stor förbättring jämfört med nuvarande spårningsmetoder, som huvudsakligen förlitar sig på fläckiga rapporter från planktontrålare som nätar mikroplast tillsammans med sin fångst.

"Vi är fortfarande tidigt i forskningsprocessen, men jag hoppas att detta kan vara en del av en grundläggande förändring i hur vi spårar och hanterar mikroplastföroreningar, sa Chris Ruf, Frederick Bartman kollegial professor i klimat- och rymdvetenskap vid UM, huvudutredare för CYGNSS och senior författare på en nypublicerad artikel om arbetet.

Deras första observationer är avslöjande.

Säsongsändringar i Great Pacific Garbage Patch

Teamet fann att globala mikroplastkoncentrationer tenderar att variera beroende på säsong, toppar i Nordatlanten och Stilla havet under sommarmånaderna på norra halvklotet. juni och juli, till exempel, är toppmånaderna för Great Pacific Garbage Patch, en konvergenszon i norra Stilla havet där mikroplast samlas i enorma mängder.

Koncentrationerna på södra halvklotet når sin topp under sommarmånaderna januari och februari. Koncentrationerna tenderar att vara lägre under vintern, troligen på grund av en kombination av starkare strömmar som bryter upp mikroplastplymer och ökad vertikal blandning som driver dem längre under vattenytan, säger forskare.

Data visade också flera korta toppar i mikroplastkoncentrationen vid mynningen av Yangtzefloden – länge misstänkt vara en huvudkälla.

"Det är en sak att misstänka en källa till mikroplastföroreningar, men en helt annan att se det hända, " Sa Ruf. "Mikroplastdata som har varit tillgängliga tidigare har varit så sparsamma, bara korta ögonblicksbilder som inte går att upprepa."

Forskarna tog fram visualiseringar som visar mikroplastkoncentrationer runt om i världen. Ofta beror ackumuleringsområdena på rådande lokala vattenströmmar och konvergenszoner, med Pacific patch som det mest extrema exemplet.

"Vad som gör plymer från stora flodmynningar anmärkningsvärda är att de är en källa till havet, i motsats till platser där mikroplasten tenderar att samlas, sa Ruf.

Ruf säger att informationen kan hjälpa organisationer som städar upp mikroplast att distribuera fartyg och andra resurser mer effektivt. Forskarna är redan i samtal med en holländsk saneringsorganisation, The Ocean Cleanup, om att arbeta tillsammans för att validera teamets första resultat. Data från en enda punkt kan också vara användbar för FN:s organ UNESCO, som har sponsrat en arbetsgrupp för att hitta nya sätt att spåra utsläpp av mikroplaster i världens vatten.

Orkanspårningssatelliter har siktet inställt på plastföroreningar

Utvecklad av Ruf och UM-studenten Madeline Evans, spårningsmetoden använder befintliga data från CYGNSS, ett system med åtta mikrosatelliter som lanserades 2016 för att övervaka vädret nära hjärtat av stora stormsystem och stärka förutsägelser om deras svårighetsgrad. Ruf leder CYGNSS-uppdraget.

Nyckeln till processen är havsytans grovhet, som CYGNSS redan mäter med radar. Mätningarna har främst använts för att beräkna vindhastigheten nära ögonen på orkaner, men Ruf undrade om de kunde ha andra användningsområden också.

"Vi hade tagit dessa radarmätningar av ytjämnhet och använt dem för att mäta vindhastighet, och vi visste att förekomsten av saker i vattnet förändrar dess känslighet för miljön, " sa Ruf. "Så jag fick idén att göra det hela baklänges, genom att använda förändringar i lyhördhet för att förutsäga förekomsten av saker i vattnet."

Med hjälp av oberoende vindhastighetsmätningar från NOAA, teamet letade efter platser där havet verkade mindre grovt än det borde med tanke på vindhastigheten. De matchade sedan dessa områden med faktiska observationer från planktontrålare och havsströmsmodeller som förutsäger migrationen av mikroplast. De fann en hög korrelation mellan de jämnare områdena och de med mer mikroplast.

Rufs team tror att förändringarna i havets grovhet inte kan orsakas direkt av mikroplasterna, utan istället av ytaktiva ämnen - en familj av oljiga eller tvålaktiga föreningar som sänker ytspänningen på en vätskas yta. Ytaktiva ämnen tenderar att åtfölja mikroplaster i havet, både för att de ofta släpps ut tillsammans med mikroplaster och för att de reser och samlas på liknande sätt när de väl är i vattnet.