Четыре невидимых механизма, которые «тасуют» микропластик в морском льду

Микропластик уже стал неотъемлемой частью морского льда в Арктике и Антарктике. Но как именно частицы распределяются в ледяной толще, долгое время оставалось загадкой: полевые пробы показывали хаотичную, почти случайную картину. Ученые из Института океанологии РАН (Москва) и Балтийского федерального университета (Калининград) поставили серию лабораторных экспериментов, чтобы раскрыть физику этого процесса.

Исследователи выращивали морской лёд в условиях, имитирующих природные, и добавляли в воду фрагменты полистирола. Затем они наблюдали, как частицы проникают в лёд с поверхности и со дна, и что с ними происходит при циклах охлаждения и нагревания, когда лёд переходит в «проницаемый» режим с сетью каналов и пор, заполненных рассолом.

Эксперименты впервые чётко выявили четыре основных механизма, которые «двигают» частицы: осаждение с новообразованным рассолом, всплытие с газовыми пузырьками, адаптация к плотности рассола и конвекционные течения в «кашеобразном» слое на границе льда и воды.

Под действием этих сил центр массы пластика в ледяном керне смещался уже в течение первых 2–3 циклов охлаждения/нагревания. Причём скорость движения вверх и вниз была одного порядка — единицы миллиметров в неделю. Эта величина, пусть и оценочная, впервые позволяет объяснить наблюдаемые в природе «хаотичные» профили распределения микропластика.

Почему это важно? Работа — ключ к созданию точных моделей, предсказывающих, как и куда льды будут переносить накопленный микропластик при таянии, и какую роль он играет в ледовой экосистеме.

Результаты опубликованы в Marine Pollution Bulletin.

Источник: Пресс-служба ИО РАН