Theo dõi rác thải vi nhựa trong đại dương bằng vệ tinh

Trong một nghiên cứu khoa học, đăng trên Tạp chí IEEE, hai nhà khoa học đề xuất một phương pháp mới theo dõi những mảnh vụn nhựa trong các đại dương trên thế giới từ không gian.

Theo Madeline Evans, Trợ lý Nghiên cứu của Khoa Kỹ thuật và Khoa học Khí hậu và Không gian, Đại học Michigan, ô nhiễm vi nhựa là một mối đe dọa tiềm tàng với con người và môi trường sống, nhưng cấp độ nguy hại không được xác định rõ ràng bằng các biện pháp lấy mẫu truyền thống. Để hướng tới những giải pháp xử lý rác vi nhựa hiệu quả, cần nắm chắc diễn biến vi nhựa trên đại dương.

Madeline Evans là sinh viên Đại học Michigan khi bắt đầu làm việc với GS.TS Christopher Ruf về khí hậu và khoa học không gian. Hai người đã phối hợp nghiên cứu và phát triển phương pháp sử dụng radar tĩnh trong Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu Cyclone của NASA (CYGNSS) theo dõi vi hạt nhựa trong đại dương.

Ảnh từ video cho thấy mức độ ô nhiễm vi nhựa cao (màu đỏ) đang  phát tán từ cửa sông Dương Tử (trái) ở Biển Đông.

Ý tưởng cơ bản trong cách tiếp cận của hai nhà khoa học là kiểm soát sự hiện diện của vi nhựa làm thay đổi bề mặt đại dương thế nào, từ đó có thể đánh giá cấp độ nguy hiểm đối với hệ sinh thái đại dương. Ruf cho biết: “Sự hiện diện của vi nhựa và chất hoạt động bề mặt trong đại dương làm giảm thiểu sóng lăn tăn trên bề mặt đại dương dưới tác động của gió”.

Hai nhà khoa học Ruf và Evans thử nghiệm sử dụng các phép đo CYGNSS về sự xao động bề mặt đại dương, sai lệch so với những giá trị dự đoán trong điều kiện tốc độ gió cục bộ để xác định mật độ của vi nhựa và đã chứng minh được hiệu quả phương pháp tiếp cận này khi so sánh kết quả thu được với những mô hình khác dự đoán vi nhựa. Những mô hình hiện có cung cấp ảnh chụp tĩnh về mức độ và phạm vi ô nhiễm vi nhựa, phương pháp tiếp cận mới, sử dụng CYNGSS có thể cho phép xác định được nồng độ vi nhựa trong thời gian thực.

Bằng phương pháp tiếp cận mới, phân tích các mô hình toàn cầu các nhà khoa học nhận thấy nồng độ vi nhựa ở Bắc Ấn Độ Dương có xu hướng cao nhất vào cuối mùa đông/đầu mùa xuân và thấp nhất vào đầu mùa hè.

Thấy được sự thay đổi thông lượng này trùng với mùa gió mùa, các tác giả nghiên cứu cho rằng mô hình dòng chảy của những con sông vào đại dương và khả năng pha loãng của những cơn mưa ảnh hưởng đến nồng độ vi nhựa trên đại dương.

Các nhà khoa học xác định được mô hình theo mùa rõ nét nhất hiển diện trong Đảo rác lớn Thái Bình Dương, tại đây nồng độ vi nhựa cao nhất vào mùa hè và thấp nhất vào mùa đông. 

GS.TS Christopher Ruf nhấn mạnh ý nghĩa quan trọng của việc có thể theo dõi nồng độ vi nhựa thời gian thực: “Các phép đo theo thời gian về nồng độ vi nhựa chưa bao giờ thực hiện được, lần đầu tiên có thể thấy sự biến động và mật độ của rác thải độc hại này, phụ thuộc theo mùa và dòng chảy từ các con sông lớn vào đại dương”.

Raf và Evans hiện đang phục vụ trong lực lượng đặc nhiệm toàn cầu viễn thám rác và mảnh vỡ trên biển, phát triển các phép đo này. Ông nói: “Công việc này hy vọng sẽ dẫn đến nhận thức chính xác hơn về vấn đề vi nhựa đại dương cũng như các mảnh vụn và rác biển khác, thúc đẩy những thay đổi trong công nghiệp và đời sống để xóa bỏ những nguy hại này”.