Невелика лабораторна помилка може вплинути на всю океанографію. Коли крихітні частинки пластику потрапляють у зразки, вони згоряють як органічна речовина і проявляються як природний вуглець. Така плутанина має значення у глобальному масштабі. Науковці з Університету Стоуні-Брук повідомляють, що навіть один відсоток пластику за масою може змістити ключові показники вуглецю у всьому океані.
Дослідження очолив Луїс Е. Медіна Фаулл, доцент Університету Стоуні-Брук. Його робота зосереджена на океанській біогеохімії — тому, як життя та хімічні процеси переміщують вуглець крізь морську воду. Показники вуглецю формують моделі, які прогнозують потепління, рівень моря та втрату кисню. Якщо пластик завищує ці показники, океан може виглядати старішим, інертнішим і менш чутливим, ніж він є насправді.
Як пластик змінює вуглець океану
У контрольних тестах, де пластикові фрагменти змішували з природним осадом, команда з’ясувала, що лише один відсоток поліетилену за масою може давати близько 40% всього виявленого вуглецю.
Та сама мізерна частка може зробити зразок «старшим» на приблизно 4 000 років за радіовуглецевим датуванням. Іншими словами, трохи пластику може змусити молодий вуглець виглядати давнім. Більшість лабораторій покладається на елементний аналіз — стандартний метод, що спалює зразок до діоксиду вуглецю, щоб підрахувати вуглець і азот. Пластик теж згоряє, тому його вуглець у потоці газу стає невідрізним.
У багатьох дослідженнях потім додають радіовуглець — радіоактивну форму вуглецю, що використовується для оцінки віку органічної речовини — щоб розділити джерела за часом. Стандартні процедури Національної океанської радіовуглецевої лабораторії (NOSAMS) описують, як діоксид вуглецю перетворюють на графіт і підраховують за допомогою прискорювальної мас-спектрометрії.
Десятиліття викривлених даних
Перекриття відбувається тому, що пластики містять багато вуглецю та не мають радіовуглецю, адже виготовлені з викопного палива, яке давно втратило свій ^14C — рідкісну радіоактивну форму. Навіть слідові кількості пластику в частинках морської води, річковому мулі або фільтрах можуть змінити результати, роблячи вуглець «старішим» та більш значущим, ніж він є насправді.
Автори показали, що ефект передбачувано збільшується зі зростанням рівня забруднення та залежить від типу полімеру. Це корисно — але означає, що непомітний пластик міг тихо спотворювати дані десятиліттями.
Як пластик потрапляє до океанських зразків
Зважений органічний вуглець — крихітні природні частинки, що дрейфують у морській воді — збирають на фільтри, розливають у пляшки, відправляють і обробляють. На цих етапах випадкові поліестерні волокна або пластмасові частинки можуть потрапити всередину. Глобальні дані ООН свідчать, що мікропластики широко поширені в поверхневих водах, осадах і навіть у полярному снігу.
Дослідники зазначають, що забруднення не завжди починається в полі. Воно може початися в приміщеннях для зберігання, де зразки знаходяться поруч із пластиками — контейнерами, пакетами та кришками. Ці матеріали вивільняють частки, надто маленькі, щоб помітити їх неозброєним оком.
Польові роботи теж становлять ризик. Команди часто носять синтетичні куртки та рукавички, які відділяють волокна під час роботи. Ці дрібні частинки легко дрейфують, збільшуючи шанси осісти на відкриті пляшки або фільтри.
Ризики забруднення в лабораторії
У лабораторії системи вентиляції можуть переносити частинки між робочими зонами. Техніки не помічають їх, але частинки осідають на інструментах і лотках. Коли зразки відкривають для обробки, будь-яка стороння порошинка поруч стає потенційним джерелом помилки.
Навіть етапи промивання не завжди безпечні. Деякі джерела води в лабораторіях та водопостачанні містять завислі мікропластики з місцевої інфраструктури. Якщо промивання спирається на таку воду без додаткової фільтрації, це може ненавмисно додати ті ж забруднювачі, які дослідники прагнуть виміряти.
Покращення вимірювань океанського вуглецю
Щоб зменшити похибки, рішення починається з простих кроків: відмовитися від пластикових інструментів на користь скла чи металу, носити бавовняні халати, прожарювати фільтри перед використанням та перевіряти зразки під мікроскопом перед тестуванням.
«Наші результати підкреслюють необхідність переоцінити найкращі практики обробки зразків органічної речовини для аналізу вуглецю», — пише Фаулл.
Це відкриття не зменшує роль океану як буфера клімату — воно покращує нашу здатність її вимірювати. За допомогою кращих протоколів науковці можуть очистити шумні набори даних та вдосконалити моделі, які показують, скільки вуглецю океан може поглинати, зберігати та переміщувати.
Дослідження опубліковано в журналі PLOS ONE.