推定によると、毎年生み出されるプラスチック廃棄物のうち1000万トンが海に流入しています。
そのプラスチックのうち、海面に浮遊しているのは約30万トンのみです。
研究者たちは、残りのプラスチックがどこへ行くのかを突き止めようとしています。
この研究分野はまだ初期段階にあるものの、マイクロプラスチックがいくつかの初期の答えをもたらす可能性があると考えられています。
私たちが毎年生み出す数億トンのプラスチック廃棄物のうち、約1000万トンが海に流入すると推定されています。プラスチック生産量のおよそ半分は水より密度が低いため浮遊します。しかし科学者は、海面に浮遊しているプラスチックは約30万トンに過ぎないと推定しており、残りはどこへ行くのでしょうか？
フリースから剥がれ落ちたプラスチック繊維の旅路を考えてみてください。大雨によって、それは雨水排水溝や近くの川へと押し流されます。その微細な繊維はそこに沈殿するでしょうか？それとも川がそれを海岸まで運び、海底に留まるのでしょうか？あるいは、さらに沖へと漂い続け、最終的に広大な外洋にたどり着くのでしょうか？
プラスチックごみが取りうる形態は実に多様であるため、繊維の行方も無数にある謎の一つに過ぎません。
行方不明のプラスチックがどこへ行くのかを突き止めることは、海洋のどの部分がこの種の汚染の影響を最も受けているか、そしてどこで清掃活動に注力すべきかを判断する助けになります。しかしそのためには、さまざまな種類のプラスチックの経路を予測できる必要があり、それには物理学者、生物学者、数学者による大規模なチームの協力が必要です。
私たちの研究チームはまさにそれに取り組んでいます。これまでに分かったことをご紹介します。
プラスチックの経路
大型のプラスチック（ボトルなど）は、分解に長い時間がかかり、何年、場合によっては何世紀にもわたって海面を漂い続けることが既に分かっています。海流、風、波は、数年にわたる移動の末、それらを海洋盆地の中心へと運び、そこで幅1,000kmの循環システム（環流と呼ばれる）に蓄積させます。その結果生じる広大な「ゴミパッチ」は、ゴミの島というよりもプラスチックのスープに近い状態です。
しかし、海洋に到達する最も小さなプラスチック片であるプラスチック繊維の運命は、より複雑です。大型の繊維は、砕ける波による乱流や太陽からの紫外線によって、数日から数週間の間にさらに小さな破片へと分解されることがあります。これらはマイクロプラスチックと呼ばれ、そのサイズは5ミリメートルから、細菌よりも小さな微粒子までさまざまです。
マイクロプラスチックは魚に食べられることがあり、推定では、人間が食べる魚の3匹に1匹にはマイクロプラスチックが含まれているとされています。より微細な粒子は、海面近くを漂う微小な動物であるプランクトンにも取り込まれ、それがさらにクジラを含むより大型の動物に食べられます。
微生物はマイクロプラスチックの表面でも増殖することがあり、「バイオファウリング」と呼ばれるこの過程によって粒子は沈みます。ミシシッピ川やアマゾン川のような濁った川には、粘土が含まれており、それらは急速に沈殿し、塩分を含む海水と接触すると沈降します。沈降する粘土によってマイクロプラスチックも運ばれて沈むことがありますが、その正確な割合は不明です。
プラスチックの一片ごとにこれらすべての結果を定量化することは、非常に大きな課題です。どの割合が魚に取り込まれ、粘土によって運ばれ、あるいは海底の微生物性の粘液に覆われるのでしょうか？外洋まで到達するプラスチックのうち、バイオファウリングやその他の力によって粒子がどれくらいの時間をかけて表面の遥か下まで引き込まれ、海底への長く最終的な沈降を始めるのかは不明です。
これらの複雑な要因を考えると、プラスチックが最終的にどこへ行き着くかを予測するのは絶望的に思えるかもしれません。しかし、私たちは少しずつ前進しています。
波に乗る
荒れた海で船に乗ったことがあれば、同じ場所で上下に揺れているだけだと思うかもしれません。しかし実際には、波の方向へごくゆっくりと移動しているのです。これは「ストークス・ドリフト」と呼ばれる現象で、浮遊するプラスチックにも影響します。
0.1ミリメートル未満の粒子にとって、海水中を移動することは、私たちが蜂蜜の中を歩くようなものです。しかし、海水の粘性は1ミリメートルより大きいプラスチックにはそれほど影響しません。波が一つ来るたびに、これらの大きな粒子は、その進行方向へと余分な押し出しを受けます。現在査読中の予備的研究によれば、これは大型のプラスチックが沖へはるかに速く運ばれ、微小なマイクロプラスチックよりも、海洋生物が多く見られる海域（沿岸付近）に沈殿しにくくなる可能性があることを意味するかもしれません。
この研究は球状のプラスチック粒子を対象としたものですが、マイクロプラスチックの廃棄物は、円盤状、棒状、柔軟な繊維状など、さまざまな形状やサイズがあります。波は、それらがどこへ行き着くかにどのように影響するのでしょうか？
最近の研究によると、球形ではない粒子は波の方向に沿って向きを揃えることが分かっており、それにより沈降速度が遅くなる可能性があります。室内実験では、各プラスチック粒子の形状が、どれだけ遠くまで運ばれるかにどのように影響するかがさらに示されています。球形ではない粒子ほど、沿岸から遠くへ運ばれやすくなります。
失われたプラスチックの謎を解明する研究は、まだ始まったばかりの段階です。波が大型のマイクロプラスチックを従来考えられていたよりも速く運ぶ能力は、これらが現在、世界中の海洋全体で見つかっている理由を理解する助けとなります。そこには北極圏や南極大陸周辺の海域も含まれます。しかし、フリースから引き抜かれた繊維を見つけることは、依然として干し草の山から針を探すより困難です。
