Большо́е тихоокеа́нское му́сорное пятно́ () — зона повышенной концентрации морского мусора, главным образом пластиковых отходов, в северной части Тихого океана, в пределах Северо-тихоокеанской субтропической системы течений. Несмотря на распространённое название, оно не представляет собой сплошной «остров» или «континент» мусора: отходы распределены на большой площади, включают как крупные предметы, так и микропластик, а точные границы и положение скопления меняются под действием течений и ветра.
По оценке исследования, опубликованного в журнале в 2018 году, площадь Большого тихоокеанского мусорного пятна составляет около 1,6 млн км²; в его пределах находилось не менее 79 тыс. тонн плавающего пластика, или примерно 1,8 трлн отдельных фрагментов.
Расположение и структура Большое тихоокеанское мусорное пятно расположено в северной части Тихого океана, в зоне Северо-тихоокеанской субтропической системы течений, между Гавайскими островами и западным побережьем Северной Америки. Как и другие мусорные пятна Мирового океана, оно образуется в области, где крупномасштабная циркуляция поверхностных вод способствует накоплению морского мусора.
Мусор в пределах пятна распределён неоднородно и перемешивается ветром и волнами как по поверхности, так и в верхней части водной толщи; поэтому судно может пройти через эту область, почти не встретив заметного мусора на поверхности воды. Концентрация отходов меняется внутри самой зоны: участки с более высокой плотностью мусора чередуются с областями, где он распределён значительно реже. Оценки площади и массы зависят от методики наблюдений, сезона, океанографических условий и того, какие категории мусора учитываются в исследовании.
Состав и оценки загрязнения
Большое тихоокеанское мусорное пятно состоит преимущественно из пластикового мусора. В исследовании 2018 года, основанном на траловых пробах, авиационной съёмке и моделировании переноса мусора, пластик составлял более 99,9 % от числа и массы фрагментов, собранных тралами в пределах исследованной зоны. В пятне присутствуют как мелкие фрагменты микропластика, так и крупные предметы, включая ящики, буи, верёвки, лески и рыболовные сети.
В исследовании пластиковые фрагменты были разделены на четыре размерные категории: микропластик — от 0,05 до 0,5 см, мезопластик — от 0,5 до 5 см, макропластик — от 5 до 50 см и мегапластик — более 50 см. По оценке авторов, в пределах пятна находилось около 1,8 трлн пластиковых фрагментов общей массой не менее 79 тыс. тонн. Микропластик составлял около 94 % всех фрагментов по числу, но только около 8 % общей массы. Основная масса загрязнения приходилась на более крупные предметы: около 25 % массы составлял макропластик, около 53 % — мегапластик.
По типам предметов значительную часть массы составляли твёрдые пластиковые фрагменты, листовой пластик и плёнка, а также сети, верёвки и лески. Не менее 46 % общей массы пластика в пятне приходилось на рыболовные сети; среди предметов крупнее 50 см сети составляли основную часть массы. Среди определённых объектов встречались контейнеры, бутылки, крышки, упаковочные ленты, а также элементы рыболовных и аквакультурных снастей.
Полимерный состав собранного пластика был представлен главным образом полиэтиленом и полипропиленом. Эти материалы имеют плотность ниже плотности морской воды и поэтому способны длительное время сохраняться в поверхностных слоях океана. Авторы исследования отмечали, что в пятне накапливаются не все виды плавучего пластика, а прежде всего предметы, достаточно устойчивые к быстрому разрушению, обрастанию и потере плавучести.
Пластик в морской среде не разлагается так же, как многие органические материалы. Под действием солнечного излучения, солёной воды, ветра и волн крупные пластиковые предметы постепенно становятся хрупкими и распадаются на всё более мелкие фрагменты, включая микропластик. Из-за этого крупные предметы являются не только самостоятельной частью загрязнения, но и потенциальным источником вторичных мелких частиц.
Оценки состава и массы Большого тихоокеанского мусорного пятна зависят от методики наблюдений. Небольшие поверхностные тралы лучше фиксируют микропластик и мезопластик, но могут недооценивать редкие крупные предметы; авиационная съёмка и более крупные тралы позволяют точнее учитывать макро- и мегапластик. Поэтому более поздние оценки, учитывающие крупный мусор, оказались выше ряда ранних оценок, основанных преимущественно на поверхностных траловых пробах.
История изучения Научные предпосылки для выделения Большого тихоокеанского мусорного пятна появились в конце 1980-х годов. В работе Роберта Дэя, Дэвида Шоу и Стивена Игнелла, опубликованной в материалах конференции NOAA по морскому мусору, были обобщены данные о плавающем пластике в поверхностном слое океана в северной части Тихого океана, Беринговом и Японском морях за 1984—1988 годы. Авторы отмечали, что распределение плавающего пластика связано с ветрами и течениями, а зоны конвергенции в Северо-тихоокеанской системе течений могут способствовать повышенным концентрациям мусора.
Широкое внимание к этому району привлёк океанограф и яхтсмен Чарльз Мур. В 1997 году, возвращаясь в Калифорнию после участия в регате , он прошёл через область Северо-тихоокеанского субтропического круговорота и сообщил о многочисленных пластиковых отходах на поверхности океана. После этого Мур рассказал о наблюдениях океанографу , который стал использовать для этой зоны название «Восточное мусорное пятно» ().
В 1999 году Мур и его коллеги провели отбор проб в центральной части Северо-тихоокеанского круговорота с помощью нейстонного трала, предназначенного для отбора проб из поверхностного слоя воды. Результаты были опубликованы в 2001 году в журнале . Исследование показало, что в пробах из поверхностных вод масса пластика примерно в шесть раз превышала массу зоопланктона, хотя по численности зоопланктон был представлен больше.
В 2010-е годы изучение мусорного пятна стало опираться на более масштабные экспедиции и моделирование переноса пластика. В 2015 году были проведены многосудовые траловые съёмки, а в 2016 году — авиационная съёмка с использованием самолёта C-130 Hercules. Эти данные легли в основу исследования, опубликованного в 2018 году в журнале , в котором были уточнены площадь, масса и состав плавающего пластика в Большом тихоокеанском мусорном пятне. Авторы также пришли к выводу, что уровень пластикового загрязнения внутри пятна растёт быстрее, чем в окружающих водах.
Источники загрязнения
Пластиковый мусор попадает в океан как с суши, так и непосредственно из морских источников. К наземным источникам относятся бытовые и промышленные отходы, выносимые реками, ливневыми стоками, ветром и приливами; к морским — отходы судоходства, рыболовства и аквакультуры.
Глобально значительная часть пластикового загрязнения поступает в океан через речные системы. В исследовании 2017 года оценивалось, что реки ежегодно выносят в Мировой океан от 1,15 до 2,41 млн тонн пластика, причём 20 наиболее загрязняющих рек дают около 67 % этого объёма. Более поздняя модель, опубликованная в 2021 году, показала, что речной вынос распределён по большему числу водотоков: по оценке авторов, более 1000 рек обеспечивают около 80 % глобальных речных выбросов пластика в океан, составляющих от 0,8 до 2,7 млн тонн в год.
Для Большого тихоокеанского мусорного пятна особенно заметен вклад морских источников, связанных с промысловой деятельностью. В исследовании 2022 года, посвящённом происхождению плавающего пластика в Северо-тихоокеанском субтропическом круговороте, значительная часть крупных пластиковых предметов была связана с промышленным рыболовством и аквакультурой; по оценке авторов, от 75 до 86 % плавающего пластика крупнее 5 см в этой зоне могло происходить от морской промысловой деятельности.
Воздействие на живые организмы
Морской мусор воздействует на животных главным образом через проглатывание, запутывание и изменение среды обитания. Животные могут принимать фрагменты пластика за пищу или случайно заглатывать их вместе с добычей. Попавший в пищеварительную систему пластик способен вызывать механические повреждения, закупорку желудка или кишечника, ложное чувство насыщения и истощение организма.
Крупные предметы, в особенности рыболовные снасти, сети, верёвки и пластиковые ленты, представляют опасность запутывания для морских млекопитающих, черепах, птиц и рыб. Запутавшиеся животные могут получать раны, терять способность нормально питаться и передвигаться, а у видов, дышащих воздухом, запутывание под водой может приводить к утоплению. В обзоре 2020 года, обобщившем данные 747 исследований, взаимодействие с морским мусором через проглатывание или запутывание было зафиксировано у 914 видов; проглатывание отмечалось у 701 вида, запутывание — у 354 видов.
Пластик также служит искусственным субстратом для организмов, прикрепляющихся к плавающим предметам. В Северо-тихоокеанском субтропическом круговороте на пластиковом мусоре обнаружены сообщества, включающие как типично океанические, так и прибрежные виды. Исследование 2023 года выявило на пластиковых предметах 37 таксонов прибрежных беспозвоночных; прибрежные виды встречались на 70,5 % изученных предметов мусора и в ряде случаев демонстрировали признаки размножения в открытом океане. Авторы связывают это с формированием так называемого неопелагического сообщества, существование которого поддерживается долговечным плавающим пластиковым мусором.
Такое расселение может иметь экологические последствия: пластик увеличивает время дрейфа организмов в открытом океане и создаёт новые возможности для переноса прибрежных видов за пределы их обычных местообитаний. Потенциально это может способствовать биологическим инвазиям, если такие организмы достигают новых побережий и закрепляются в местных экосистемах.
Возможности очистки Очистка мусорных пятен в открытом океане считается технически сложной задачей из-за большой площади скоплений, изменчивости течений, низкой средней плотности мусора и присутствия живых организмов в поверхностном слое воды. Национальное управление океанических и атмосферных исследований США отмечает, что механическое удаление мусора в таких районах может быть крайне дорогостоящим и должно учитывать риск побочного воздействия на морскую жизнь. Поэтому меры по борьбе с загрязнением обычно рассматриваются в двух направлениях: предотвращение поступления новых отходов в океан и удаление уже накопившегося крупного плавающего мусора.
Одним из наиболее известных проектов по очистке Большого тихоокеанского мусорного пятна является некоммерческая организация The Ocean Cleanup, основанная Бояном Слатом. Организация разрабатывает системы, в которых U-образный плавучий барьер, буксируемый судами, концентрирует плавающий мусор в зоне удержания, после чего он извлекается на борт. После первых испытаний в 2018—2019 годах проект перешёл к более крупным системам второго и третьего поколений, работавшим в Северо-тихоокеанском мусорном пятне с 2021 года.
По данным The Ocean Cleanup, к сентябрю 2024 года организация извлекла из Большого тихоокеанского мусорного пятна более 1 млн фунтов мусора, что сама организация оценила примерно как 0,5 % накопленного загрязнения. В той же публикации организация заявила, что при масштабировании технологий очистка пятна может быть выполнена примерно за 10 лет при затратах около 7,5 млрд долларов США; при использовании более точного поиска участков повышенной концентрации пластика организация оценивала возможные сроки и стоимость в 5 лет и 4 млрд долларов США соответственно.