Мусорное море и волны-убийцы: как экологическая катастрофа влияет на нашу планету

Мусорное море и волны-убийцы: как экологическая катастрофа влияет на нашу планету

На протяжении долгого времени большое мусорное пятно в Тихом океане люди представляли как остров в прямом смысле этого слова. То есть считалось, что это этакий плавучий континент, материк, состоящий из единого плотного мусорного покрова, по которому можно ходить. Но почему же тогда его не удается обнаружить со спутника? Исследования, проведенные экологами, позволили увидеть, что это пятно представляет из себя своеобразный суп. Подавляющее количество пластика находится в виде небольших частичек, осколков, обломков и примерно одинаково рассредоточено в толще воды (жидкая основа — «бульон»), а завершают картину крупные пластмассовые предметы вроде канистр, бутылок, бочек (твердая основа — «гарнир»). Четко прослеживается, как растет мусорное пятно в океане, и фото из космоса – главное тому доказательство. Без труда можно найти видео, показывающие происходящий кошмар, а координаты, введенные в Google Maps, наглядно позволят увидеть впечатляющий масштаб этого «творения» рук человеческих.

Эрик Зеттлер, известный морской биолог, считает, что пластик причиняет вред не всем морским обитателям, а некоторым он даже полезен.

Ведь существует немало живых организмов, успешно существующих на пластмассовом мусоре. Те же водомерки и маленькие рачки, живущие в загрязненном океане, принимают эти предметы за ветки и стволы деревьев или раковины, и спокойно там селятся. Замечено, что в таком «доме» водомерки откладывают гораздо больше яиц, а те, в свою очередь, являются основной пищей для крабов, раков и рыбы. Налицо нарушение баланса между популяцией рачков и крабов и остальных обитателей морской пучины.

Разбалансирование экологической системы происходит не за счет присутствия пластика в океане, а за счет того, что некоторые живые организмы находят в нем свое пристанище. Вследствие постоянного перемещения мусорного пятна некоторые виды, изначально существующие в одном регионе, могут вместе с ним путешествовать по океанской глади. Так, приплыв в северо-западную часть Тихого океана, эти организмы могут вызвать разрушения коралловых рифов, которыми изобилуют местные острова. Для таких существ даже придумали свое название — пластисфера.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое мусорное море

Большой тихоокеанский мусорный полигон (более известный, как Большое мусорное пятно) — это собрание морского мусора антропогенного происхождения в северной части Тихого океана. Морским мусором считаются те отходы, которые попадают с суши в океаны, моря и другие крупные водоемы. Большая часть пятна состоит из пластиковых частиц и микропластика, дрейфующих на поверхности воды.

Океаническая свалка простирается от западного побережья Северной Америки до Японии. Мусорное пятно можно условно разделить на две части: западная, расположенная недалеко от Японии, и восточная, которая дрейфует между штатами США Гавайи и Калифорния. Отходы дрейфуют между этими двумя участками, используя теплые и холодные океанические течения в качестве «шоссе». Круговорот воды в этой части Тихого Океана образован четырьмя течениями, вращающимися по часовой стрелке на площади 20 миллионов квадратных километров: Калифорнийское течение, Северное экваториальное течение, течение Куросио и Северо-Тихоокеанское течение. Круговое движение воды затягивает отходы в относительно спокойный центр, где они оказываются в ловушке, площадь которой сопоставима с площадью России. Точный размер пятна определить сложно, так как мусор постоянно перемещается — ученые и исследователи называют цифры от 700 тысяч до 15 миллионов квадратных километров.

Течения создают два «острова» наибольшей концентрации мусора. Фото: noaa.gov

Количество отходов, оказавшихся в западне течений, постоянно растет, так как большая их часть не поддается биологическому разложению. Большинство видов пластика в океане распадаются на более мелкие кусочки, постепенно превращаясь в микропластик, который сложно увидеть невооруженным глазом. Он представляет огромную опасность для морских животных, растений и рыб. Из-за него же образ мусорного пятна, всплывающий у нас в воображении, некорректен — многие представляют себе острова из мусора, плавающие посреди океана. На самом деле, пятно скорее выглядит как мутный «суп», в котором периодически попадаются рыболовные снасти, обувь и свежий мусор, еще не успевший распасться на мелкие части. Морское дно под пятном также напоминает огромную свалку — океанографы и экологи недавно обнаружили, что от 70% до 99% отходов, попавших в воду, в итоге опускается на дно океана. На каждый квадратный километр океанического дна под пятном сегодня приходится около 70 кг пластика.

Как возникло мусорное море

Большое тихоокеанское мусорное пятно — это крупнейшая зона накопления пластмассы в океанских водах. Ученые заметили его между Гавайями и Калифорнией еще в конце 1970-х, но по-настоящему забеспокоились лишь после публикаций американского океанолога и спортсмена Чарльза Мура.

«…передо мной, насколько хватало глаз, лежал пластик, — писал Чарльз Мур о том, что увидел в Тихом океане, когда возвращался с яхтенной регаты в 1997 году. — Это казалось невероятным, но не было ни одного чистого участка. За неделю, пока мы пересекали субтропическую зону, в какое бы время я ни взглянул, повсюду плавал пластиковый мусор: бутылки, крышечки от бутылок, обертки от конфет, обрывки».

Следующие годы Чарльз Мур пытался достучаться до общественности и писал одну за другой статьи, а также основал фонд морских исследований Algalita. В 1999 году выяснилось, что мусора в «пластиковом супе» в шесть раз больше, чем зоопланктона. 80% отходов поступает в этот район с суши, а 20% сбрасывается с кораблей. При этом мусор с западного побережья Северной Америки совершает путешествие сюда за пять лет, а с восточного побережья Азии — примерно за год.

За последние 20 лет экологи провели множество исследований Большого тихоокеанского мусорного пятна. Новейшее и самое крупное из них продлилось три года и завершилось публикацией печального отчета в 2018 году. В этой экспедиции приняли участие 30 кораблей, оборудованных сетями: они одновременно прошли через пятно, чтобы оценить его истинные масштабы и взять пробы. Картографическая работа велась также с двух самолетов. В частности, самолет C-130 Hercules был оснащен передовыми датчиками для сбора мультиспектральных изображений и 3D-сканирования океанского мусора. Ученые, связанные с Фондом очистки океана, шестью университетами и компанией по производству воздушных датчиков, опубликовали свои неутешительные выводы в журнале Scientific Reports.

Как мусорное море влияет на морскую жизнь

Загрязнение мирового океана приводит к мучительной гибели крупных морских млекопитающих, которые запутываются в брошенных рыболовных сетях, заглатывают пластик и бытовой мусор.

Фото: shutterstock.com

По меньшей мере, 1-2% морских животных живут с пластиковыми хомутами на шее. Такую статистику привел МИА «Россия сегодня» ведущий научный сотрудник лаборатории экологии высших позвоночных Камчатского филиала Тихоокеанского института географии ДВО РАН Владимир Бурканов.

По оценкам специалистов Кроноцкого заповедника, у половины северных плавунов есть следы запутывания. Различные повреждения после столкновения с мусором отмечаются у 80% гренландских китов в Охотском море.

«На лежбищах, за которыми мы наблюдаем последние пять лет, мусора меньше не становится, а травмированных животных все больше», — рассказал МИА «Россия сегодня» Вячеслав Козлов, основатель клуба «Бумеранг», в прошлом сотрудник МЧС. Спасая сивучей – крупнейших в мире ушастых тюленей, занесенных в Красную книгу, волонтеры стараются привлечь внимание общественности к проблеме загрязнения океана.

По словам ученых, наибольшая опасность исходит от упаковочных лент, сетей и канатов, в которых запутываются морские котики и сивучи, играя с мусором. В океан эти предметы попадают с рыболовецких судов. Их теряют, либо уносит во время шторма, в ряде случаев попросту выбрасывают в море рыбаки, хотя это и запрещено.

От пластика страдают также птицы. Частицы пластика в желудках глупышей, альбатросов и чаек на Командорских островах находят с 1970-х годов. На острове Беринга открыли Музей мусора, посвященный загрязнению Мирового океана.

В прошлом году ученые организовали экспедицию по сбору мусора на охотоморском побережье. Собрали свыше 7 тыс. единиц общей массой более 3 тонн. Собранный мусор классифицировали по типу и брендам. Замдиректора по науке и экологическому туризму Кроноцкого заповедника Роман Корчигин отмечает, что более половины собранного мусора принесло на побережье течением из Южной Кореи.

«Юго-Восточная Азия — один из основных загрязнителей океана. Больше половины дают Филиппины и Малайзия. У развивающихся стран, тем более островных, не налажена система сбора и хранения мусора, океан служит мировой канализацией», — говорит Владимир Бурканов.

Исследователи сошлись во мнении, что собирать мусор на побережье важно, но это лишь часть проблемы загрязнения мирового океана. По словам Романа Корчигина, нужно ужесточать контроль за рыболовецкими снастями на судах, возможно, даже увеличивать штрафы за их утерю. Также существенно помогло бы сокращение использования пластика в быту. Владимир Бурканов считает, что нужно восстанавливать систему охраны морских млекопитающих, особенно краснокнижных, налаживать регулярные наблюдения и механизм оказания помощи пострадавшим животным.

Что такое волны-убийцы

Строгое определение гласит, что волнами-убийцами считаются волны, высота которых более чем в два раза превышает значимую высоту волн . Значимая высота волн рассчитывается для заданного периода в заданном регионе. Для этого отбирается треть всех зафиксированных волн, имеющих наибольшую высоту, и находится их средняя высота.

Волны-убийцы не следует путать с цунами: цунами возникают в результате сейсмических явлений и набирают большую высоту лишь вблизи от берега, тогда как волны-убийцы могут появляться без известных причин, практически на любом участке моря, при слабом ветре и относительно небольшом волнении. Цунами опасны для береговых сооружений и судов, стоящих близко к берегу, в то время как волна-убийца может погубить любое судно или морское сооружение, которое ей подвернется.

Повреждения, нанесенные волной-убийцей норвежскому танкеру "Уильстар" в 1974 году. Изображение из отчета по проекту MaxWave.

Lenta.ru

Волны-убийцы долгое время считались морским мифом: современные теории волнообразования (которые, в общем, работают довольно успешно) предсказывают, что вероятность появления таких волн ничтожно мала. Чем больше волна, тем реже она появляется (если только ее не вызывает какая-то геофизическая катастрофа) - даже при сильном ветре и большом волнении волны-убийцы должны были бы появляться настолько редко, что люди с ними, скорее всего, на просторах Мирового океана никогда бы не сталкивались.

Тем более невозможно было поверить в мистические волны, возникающие ниоткуда. Отдельные свидетельства очевидцев, даже подтвержденные фотографиями, объяснялись эффектом "у страха глаза велики". Действительно, на глаз трудно оценить высоту огромной волны, особенно находясь на атакованном ей корабле. Однако когда гигантские валы были многократно зарегистрированы приборами, наука окончательно признала их существование.

Как волны-убийцы влияют на человечество

Самым известным ранним наблюдением гигантской одиночной волны считается сообщение французского мореплавателя капитана Жюля Дюмон-Дюрвилля. Он утверждал, что в 1826 году во время своего второго кругосветного путешествия вместе с тремя коллегами стал свидетелем 33-метровой волны, образовавшейся в Индийском океане. Несмотря на неплохую репутацию автора, в профессиональном сообществе это сообщение было воспринято с крайним недоверием, если не сказать с насмешкой. Имевшиеся в те годы модели формирования волн показывали, что их максимальная высота в открытом море крайне редко достигает 9—10 метров. Поэтому 33-метровые одиночные колоссы воспринимались как байки, рассказы той же степени фантастичности, что и легенды о гигантских морских чудовищах, пожирающих корабли.

Скепсиса в реакцию на возможное существование «блуждающих убийц» добавляло и отсутствие других авторитетных свидетелей. Впоследствии Сьюзан Кейси, исследовательница феномена, с черной иронией замечала, что недостаток очевидцев может быть вызван тем фактом, что обычно такие встречи заканчивались для них гибелью, а корабли получили возможность выживать в подобном столкновении лишь после того, как начали делаться из металла.

В XX веке сообщения о наблюдениях волн-убийц стали поступать все чаще. В 1977 году немецкий морской инженер Карстен Петерсен даже смог сделать уникальный снимок 22-метрового монстра, обрушившегося на его корабль в Тихом океане, между Сингапуром и побережьем США. По его словам, когда волна захлестнула капитанский мостик, где Петерсен стоял со своим фотоаппаратом, на несколько мгновений ему показалось, что он находится под водой или в большом аквариуме.

Основная проблема заключается в том, что физика образования таких явлений долгое время в буквальном смысле считалась невозможной. Важно понимать, что одиночные блуждающие волны — это не цунами, которые вызываются обычно землетрясениями. В открытом море экипаж корабля, который проходит через цунами, может даже не почувствовать этого, ведь высота такой волны стремительно растет лишь на мелководье, после чего может привести к катастрофическим последствиям на земле. Волна-убийца же возникает как раз в открытом море или океане, причем ее высота может в два с лишним раза превысить соседние волны как в условиях шторма, так и при относительном штиле.

Лишь 1 января 1995 года такая волна впервые в истории была зафиксирована измерительным прибором. Во время новогоднего шторма в Северном море лазерный волнограф, установленный на блоке E нефтяной платформы «Дропнер» в 160 километрах к юго-западу от южного побережья Норвегии, обнаружил в зоне со средней высотой волны 12 метров одиночного гиганта максимальной высотой 25,59 метра. К счастью, всего за год до этого принятая в эксплуатацию платформа серьезных повреждений не получила, но благодаря этому объективному наблюдению прежде субъективные показания свидетелей наконец получили экспериментальное подтверждение.

Справедливость восторжествовала: пусть и много десятилетий спустя, но честь высмеянного французского капитана Дюмон-Дюрвилля была восстановлена.

Как волны-убийцы связаны с мусорным морем

Очевидно, первым моряком-парусником, которому удалось не только повстречаться с бродячей волной, но и оставить после этого заметки о своих впечатлениях, стал Христофор Колумб . Это произошло во время уже третьего трансокеанского путешествия знаменитого мореплавателя — в августе 1498 года. Эскадра из шести каравелл при умеренном ветре продвигалась вдоль южной оконечности острова Тринидад ко входу в залив Пария , как вдруг послышался страшный рев, и словно из ниоткуда появилась гигантская волна, быстро догоняющая корабли. По оценкам очевидцев, гребень достигал верхушек мачт флагмана, что позволяет нам довольно точно определить его высоту — 87 футов или порядка 27 метров.

К счастью, моряки Колумба отделались легким испугом и массой острых переживаний: ни один из кораблей не пострадал, и флотилия продолжила свой путь, исследуя побережье «Западной Индии» (которая при последующем внимательном рассмотрении оказалась Америкой).

Время шло, и путешествия под парусом (в том числе и на дальние расстояния) все чаще предпринимались уже не по необходимости, а для удовольствия. Впрочем, встреча с волной-убийцей и в XIX веке порой могла превратить увлекательный круиз под парусами в аналог фильма ужасов. В мае 1884 года 48-футовая яхта Mignonette, следовавшая из Саутгемптона в Мельбурн , попала в жестокий шторм у берегов Западной Африки . Когда спустя трое суток ветер уже практически стих, лодка неожиданно была накрыта 12-метровой волной. Капитан и трое членов экипажа оказались в четырехметровом ялике на расстоянии порядка 800 миль от ближайшей суши. На 19-й день дрейфа без пищи и воды, капитан зарезал 17-летнего юнгу Ричарда Паркера , чтобы таким образом попытаться спасти себя и оставшихся спутников от голодной смерти. В какой-то степени им повезло: спустя еще пять суток вынужденных людоедов спасло случайно проходившее мимо пассажирское судно.

Массовое появление на океанских путях пароходов лишь расширило перечень жертв бродячих волн.

Так, 27 августа 1905 года с 20-метровой волной столкнулся балкер Peconic, следовавший из Филадельфии в Новый Орлеан с грузом угля. Момент удара совпал с поворотом судна и привел к смещению груза и быстрому затоплению транспорта. Из 22 членов экипажа спастись посчастливилось только двум морякам.

Танкеру Ramapo повезло гораздо больше: 7 февраля 1933 года во время перехода в северной части Тихого Океана на него обрушилась стена воды высотой в 112 футов (почти 34 метра), однако судно каким-то чудом уцелело. Кстати, относительно точную высоту водяного вала удалось определить благодаря тому, что он залил «воронье гнездо» — наблюдательный пост на мачте.

Тем не менее вплоть до середины XX века сообщения о волнах-убийцах в большинстве своем воспринимались скептически, а их гигантские размеры предпочитали считать плодом воображения оставшихся в живых свидетелей (обычно немногочисленных).

Однако в декабре 1942 года очевидцами встречи с 75-футовой (около 23 метров) волной оказалось сразу… 15 тысяч американских солдат, плюс весь экипаж английского лайнера Queen Mary, на котором дивизию сухопутных войск США перебрасывали из Нью-Йорка

Удар оказался настолько сильным, что огромный пассажирский пароход (310 метров длиной и водоизмещением в 81 тысяч тонн) накренился на 52 градуса. Как подсчитали впоследствии технические эксперты, увеличение крена еще на три градуса неизбежно привело бы к гибели судна.

В послевоенный период к угрозе бродячих волн стали относиться серьезнее, тем более, что и сами они все настойчивее привлекали к себе внимание. Так, летом 1966 года в Атлантическом океане 21-метровая волна атаковала итальянский круизный лайнер Michaelangelo, разбив окна в ходовой рубке и двух каютах I-го класса. При этом погибли два пассажира и один член экипажа. А 3 июня 1984-го после столкновения с бродячей волной неподалеку от Бермудских островов всего за 45 секунд (!) затонула трехмачтовая бригантина Marques, причем выжить удалось лишь девяти морякам из 28-ми находившихся на борту.

Однако первый детальный «портрет» волны-убийцы удалось получить лишь 1 января 1995 года.

В новогоднюю ночь на Северном море свирепствовал ураган, так что волны в районе буровой платформы Draupner (оператор-компания Statoil) периодически достигали 11-метровой высоты. И вдруг на их фоне поднялась настоящая водяная гора высотой в 25,6 метров! Эти данные были получены при помощи установленного на платформе высокоточного лазерного измерителя, что поневоле привлекло к сенсации внимание не только масс-медиа, но и ученых. В результате, последующие четверть века стали периодом усиленного изучения природы бродячих волн, необходимых для их возникновения условий, а так же возможностей для надежного прогнозирования их появления.

Как можно предотвратить мусорное море

Почему и как возникают такие волны, до конца неясно. В отличие от тех же цунами, в их основе не лежат подводные землетрясения или оползни. Да и высоту цунами набирает лишь около берега, а вот как посреди океана вдруг возникает волна высотой в пару десятков метров — непонятно. Пока ученые объясняют это некой совокупностью факторов, в частности — постоянно меняющейся динамикой поверхностных волн.

В лабораторных условиях пока удавалось получить прототипы волн-убийц — солитоны-бризеры Перегрина. Понять их природу смогут разве что ученые-физики, а получили прототип сотрудники Балтийского федерального университета имени Канта Артем и Валериан Юровы. По словам исследователей, научиться моделировать волну-убийцу помогут магнитные поля и квантовая электроника.

Самая простая гипотеза образования блуждающих волн в океане предполагает, что волны одного течения сталкиваются с волнами другого течения. Это приводит к сокращению длины волны и увеличению ее высоты. Если период таких колебаний достаточно долгий, то в итоге образуется гигантская блуждающая волна.

Другая теория «винит» во всём особенности побережья и морского дна. Предполагается, что где-то есть особые рельефы, которые направляют мелкие и средние волны так, что они сливаются в одну большую.

Часть исследователей вообще считает, что волны-убийцы — никакой не феномен, а просто часть процесса волнообразования в океанах. Просто чем больше волна, тем реже она возникает и тем реже мы её видим.

В конце января 2019 года группе исследователей Оксфордского университета удалось впервые воссоздать процесс рождения волны-убийцы. Оказалось, что если группы мелких волн сталкиваются друг с другом под углом в 120 градусов, то они начинают сливаться в гигантскую волну. Эксперимент поможет вычислять рождение морских «монстров» на стадии зарождения.