Waarom microplastics niet overal in de oceaan even diep drijven
Je zou denken dat piepklein plastic afval gewoon overal in de zee ronddrijft, verspreid over alle dieptes. Maar dat is niet zo. Onderzoekers ontdekten dat microplastics en plankton zich juist verzamelen op heel specifieke dieptes onder het wateroppervlak, als in een soort onzichtbare laag.
De oceaan bestaat niet uit één homogene bak water. Bovenin zit de menglaag: een deel van de zee waar wind en golven het water flink laten roeren en mengen. Daaronder ligt de thermocline, een laag waar het water gelaagd is naar temperatuur en dichtheid, en waar veel minder beweging is. Die twee lagen gedragen zich heel anders, en dat heeft grote gevolgen voor alles wat er in ronddrijft.
Een onderzoeksteam gebruikte computersimulaties om te bekijken hoe piepkleine deeltjes zich gedragen in dit soort gelaagd water. Ze bekeken deeltjes die bijna, maar niet helemaal, dezelfde dichtheid hebben als het omringende water: dat betekent dat ze niet snel zinken of stijgen, maar traag met de stroming meebewegen.
Wat de simulaties laten zien
Als de dichtheid van een deeltje precies overeenkomt met het gemiddelde van het water in de menglaag, stijgt het uiteindelijk naar de oppervlakte. Maar bij alle andere dichtheden gebeurt er iets anders: de deeltjes blijven hangen op de diepte waar hun dichtheid gelijk is aan die van het omringende water in de thermocline. Daar wordt het water zo gelaagd dat verticale beweging wordt afgeremd, waardoor de deeltjes als het ware vastzitten.
De dikte van zo'n opeenhopingslaag hangt af van drie krachten die met elkaar concurreren: de zwaartekracht die deeltjes op hun plek houdt, interne golven in het water, en turbulentie (onregelmatige waterbewegingen) die vanuit de menglaag naar beneden doorsijpelt. Kleinere deeltjes reageren sneller op stromingen en vormen daardoor bredere lagen. Ook geldt: hoe dichter de evenwichtsdiepte van een deeltje bij de menglaag ligt, hoe breder de laag wordt.
De onderzoekers maakten daarnaast een wiskundig model dat verklaart hoe de spreiding van deze deeltjes rond hun evenwichtspositie afhangt van hun grootte en van de diepte waarop ze zich bevinden.
Wat betekent dit (nog) niet: Dit onderzoek is gebaseerd op een vereenvoudigd computermodel van de oceaan, niet op metingen in echte zeeën. De simulatie gebruikt een geïdealiseerd model met twee lagen, terwijl de werkelijke oceaan veel complexer is. Het laat zien hoe het proces in principe werkt, maar zegt nog niets over hoeveel microplastics er precies op welke diepte in echte oceanen zitten.
Deze bevindingen zijn wel degelijk praktisch relevant. Ze kunnen helpen om beter te begrijpen waarom monsters van zeewater soms weinig microplastic tonen, terwijl er toch veel plastic in zee terechtkomt: het spul kan zich verzamelen op dieptes die standaard bemonstering mist. Dat kan de manier waarop wetenschappers plasticvervuiling in de oceaan meten en volgen, verbeteren. Ook voor de biologie van de oceaan is dit relevant, omdat plankton zich op vergelijkbare manier lijkt te gedragen.