Nieuwe uitvinding bootst plastic verspreiding in de oceaan na

Door Emma van den Bergh, 4 april 2022

‘There’s more plastic in our sea, than there are stars in the galaxy!’ Deze Engelse slogan gaat over de plastic soep: de verzamelnaam voor al het plastic dat zich ophoopt in de grote wateren en geeft spreekwoordelijk aan dat daar meer plastic te vinden is dan sterren in ons universum.

Wereldwijd doen wetenschappers steeds meer onderzoek naar de rol van oceaanstromingen op de verspreiding van plastic. Onderzoekers van Universiteit Utrecht ontwikkelen nu een nieuw computerprogramma, genaamd ‘The Particle Trackers’. Dit programma kan inzichtelijk maken hoe plastic zich verspreidt in de oceaan, door middel van een animatie in de vorm van een 3D-kaart. Dit project heeft meegedaan aan een wedstrijd (de Blue-Cloud Hackathon) in februari 2022 waarmee zij de hoofdprijs van 25.000 euro hebben gewonnen. Met dit geldbedrag kunnen de Utrechtse onderzoekers nu ook daadwerkelijk het computerprogramma gaan ontwikkelen.

Wat is plastic soep?

Bron: https://plasticsoep.sites.uu.nl/

De ontdekking van de plastic soep gaat terug naar 1997, toen kapitein Charles Moore de grote oceaan overstak van Hawaii naar Zuid-Californië. Mijlenver van de bewoonde wereld, zag hij allerlei stukken plastic drijven rondom zijn boot. Moore beschreef deze ontdekking als plastic soep en deze term wordt tegenwoordig dus nog steeds gebruikt.

Maar waarom is het probleem van de plastic soep (nog) niet opgelost? Dat komt omdat al het plastic dat ooit geproduceerd is, nóg steeds bestaat. Plastic vergaat namelijk niet, maar valt uit elkaar in steeds kleinere stukjes. Deze grote en kleine stukken plastic blijven liggen en zijn schadelijk voor de natuur. Al het plastic dat in de oceaan terecht komt, wordt meegevoerd en hoopt zich op waar de oceaanstromingen het heen leiden.

Invloed van oceaanstromingen

Om toch een poging te doen dit probleem aan te pakken doen wetenschappers veel onderzoek. Eén van Nederlands bekendste oceaanwetenschappers is Erik van Sebille, een onderzoeker aan Universiteit Utrecht. Hij doet al jarenlang onderzoek naar oceaanstromingen en hoe plastic zich verspreidt over de wereld.

Het klinkt misschien gek, maar gele badeendjes hebben meegeholpen aan ons begrip over oceaanstromingen. In 1992 sloeg een container overboord van een Chinees vrachtschip met 28.000 plastic badeendjes. Overal ter wereld werden de eendjes teruggevonden, en zo werd voor het eerst duidelijk hoe plastic zich verspreidt over het oceaanoppervlak.

De verplaatsing van rubberen eendjes door de oceaan. Bron: SEOS-project.

Plastic verspreid zich dus door oceaanstromingen. In totaal zijn er 5 sterke stromingen die de verplaatsing van het plastic beïnvloeden. Dit worden gyres genoemd, en zijn ringvormig.

De vijf gyres zijn:

1) de Noordelijke Stille Oceaan gyre;

2) de Indische Oceaan gyre;

3) de Zuidelijke Stille Oceaan gyre;

4) de Zuid Atlantische Oceaan gyre en

5) de Noord Atlantische Oceaan gyre.

De vijf gyres. Bron: https://plasticsoep.sites.uu.nl/

Water in de gyre beweegt zich richting het midden van de stroomcirkel, en hier stroomt het naar beneden, de diepte in. De draaiende beweging van het water vervoert het plastic naar het centrum van de gyre. Alleen, waar het water met de stroming mee de diepte in wordt gezogen, blijft het plastic drijven in het midden van de gyre. Zo ontstaan ‘eilanden’ van plastic met een gemiddelde hoeveelheid plastic van 10 kilogram per vierkante meter aan het oppervlak. Hoewel, volgens Van Sebille zijn het geen eilanden, maar eerder delen van de oceaan met een ‘hogere dichtheid aan plastic’.

Nieuwe uitvinding

Van Sebille en twee onderzoekers uit zijn team, Delphine Lobelle en Claudio Pierard, doen hun verhaal over de invloed van oceaanstromingen op de plastic soep en het computerprogramma die ze aan het ontwikkelen zijn.

“We moeten er eerst achter zien te komen wáár al het plastic is, voordat we kunnen onderzoeken wat de impact hiervan is op het waterleven” – Erik van Sebille

Na jarenlang onderzoek over de plastic soep, is inmiddels bekend dat maximaal 1% van al het plastic aan de oppervlakte drijft. Maar waar de overige 99% van het plastic is gebleven, blijft vooralsnog een raadsel. Dit is een van de grote vraagstukken die Van Sebille, samen met zijn onderzoeksteam ‘TOPIOS’ probeert te beantwoorden. Zij maken met een computerprogramma een animatie die de beweging van plastic nabootst op verschillende plaatsen in de oceaan; aan de oppervlakte én in de diepte.

Het programma dat de onderzoekers hier nu nog voor gebruiken is OceanParcels. Pierard legt uit: ‘In dit programma gebruiken wij informatie over plastic, oceaanstromingen en zelfs klimaat om een animatie te maken die de verspreiding van plastic deeltjes over het oceaanoppervlak in beeld brengt’. Helaas worden de diepere lagen van de oceaan hiermee niet in kaart gebracht. Daarom heeft het onderzoeksteam van Van Sebille een nieuw project opgestart: het maken van een 3D-kaart die plastic kan volgen doorheen heel de oceaan.

Plastic verspreiding in de oceaan zoals gesimuleerd door TOPIOS. Bron: http://topios.org/

Lobelle, die de leiding zal nemen in het TOPIOS-project, vertelt: ‘We bouwen voort op bestaande ontwerpen en willen gebruik maken van de beweging van water in onze programma’s. Dit zorgt ervoor dat wij grote gebieden in het water nauwgezet kunnen volgen. We zullen rekening houden met bezinking, fragmentatie, stranding, golfvermenging en opname door levende organismen, omdat deze factoren invloed hebben op de verspreiding van plastic’.

‘Dit programma kan een 3D-kaart berekenen over verschillende zeestromingen, kustlijnen en in levende organismen’, aldus Pierard. Met deze metingen zullen zij een grote variatie aan scenario’s beschrijven waarmee verschillende stellingen over plastic verspreiding getest kunnen worden. Ook zullen zij bepalen waar het risico door plastic vervuiling de grootste impact heeft.

Uiteindelijk hoopt Lobelle samen met het onderzoeksteam van invloed te zijn op beleidsmakers op nationaal én internationaal niveau. Ze wil met dit programma het brede publiek informeren over welke landen verantwoordelijk zijn voor welk deel van het plasticprobleem en zal zij hopelijk in de toekomst ingenieurs informeren over hoe en waar ze het beste middelen kunnen investeren om plastic verspreiding in onze oceaan te verminderen. Dit sluit aan bij de doelstelling van Van Sebille, die het belangrijk vindt om het algemene publiek bij zijn onderzoek te betrekken en uitleg te geven over de wetenschap achter plastic verspreiding in de oceaan.

Samenvattend, plastic soep is niet zomaar een probleem dat makkelijk op te lossen is. Maar door meer onderzoek te doen, leren wij op verschillende manieren het plastic probleem te benaderen. Een van deze manieren is met computerprogramma’s de beweging van plastic nabootsen met een 3D-kaart, om zo de missende 99% plastic op te sporen.

Zou je zelf actie willen ondernemen? Op 8 juni is het ‘World Ocean Day’ en worden er weer over de hele wereld acties gestart om plastic op te ruimen. Neem een kijkje op https://www.plasticsoupfoundation.org en kijk wat jij kan doen!

Bronnen

Websites:

All About Plastic Soup. (2022). Universiteit Utrecht. Geraadpleegd tussen 12 en 16 maart 2022. https://plasticsoep.sites.uu.nl/en/

Erik van Sebille. (2022). Universiteit Utrecht. https://www.uu.nl/medewerkers/EvanSebille

Plastic Soep Foundation. (2022). Geraadpleegd tussen 12 en 16 maart 2022. https://www.plasticsoupfoundation.org

TOPIOS. (2022). Geraadpleegd tussen 12 en 16 maart 2022. http://topios.org

Interviews:

Leden van onderzoeksgroep TOPIOS, Universiteit Utrecht: Erik van Sebille, Delphine Lobelle, Claudio Pierard.

Afbeeldingen:

Stevige PLASTIC SOEP: https://plasticsoep.sites.uu.nl/en/

Badeendjes: https://seos-project.eu

Gyres: https://plasticsoep.sites.uu.nl/en/

Plastic deeltjes: http://topios.org