沙子、土壤和岩石保留我们过去的痕迹。科学家们可以像阅读故事中的章节一样阅读沉积层:消失生物的脚印和早已消失的海浪的涟漪保存在石化的海底,火灾的证据沉积在土壤中,一点点嵌在石头中的骨骼或羽毛。沉积物通常是观察地球后视镜的一种方式,但加州的研究人员最近发现,我们的更多最近对塑料的痴迷记录里也有。

塑料,它们是主要由石油的副产品制成其他化石燃料在19世纪首次合成,并在第二次世界大战后蓬勃发展。如今,这些廉价耐用材料的碎片随处可见,从山峰马里亚纳海沟的深裂缝在德克萨斯州的海滩上,苍白的塑料堆成一堆;的碎片塑料袋诱捕和缠住珊瑚。为了弄清楚塑料在何时何地降落在海洋沉积物中,来自加利福尼亚大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所和伯奇水族馆的一个团队于2010年开始从圣巴巴拉盆地的底部取下一个核心。

大概是这个位置距离加利福尼亚海岸20英里,靠近海峡群岛斯克里普斯研究微塑料的生物学家詹妮弗·布兰登(Jennifer Brandon)说,这里是一个明智的采样地点,因为那里的环境相当缺氧——这意味着东西不会很快分解——而且沉积物相对不受干扰,留下了数千年前完整的记录。

该设备从地表以下1900多英尺处提取了沉积物岩心。
该设备从地表以下1900多英尺处提取了沉积物岩心。詹妮弗·布兰登

科学家们从一艘科考船上把取心设备扔到了海面以下1900多英尺的海底。船员们打捞起了一个大约30英寸长、6英寸宽的沉积物样本,代表了175年来堆积的碎片。(每0.2英寸的地核代表了大约2.2年从上面的水面上落下的物质,包括鱼鳞、浮游生物外骨骼等等。)

刚从水里捞出来的核看起来是绿棕色的,条纹上有浅色的条纹。布兰顿说,较暗的层是冬季的证据,那时浮游植物大量繁殖,碳激增(最终以淤泥的形式落到海底)。较浅的条纹代表夏天。“你真的可以看到每年,”布兰登说,他是该团队新论文的主要作者,描述了他们的发现,本周发表于科学的进步。“你基本上可以把这些核心看作是它上面发生的事情的记录。”这包括从天气事件到塑料堆积的一切。

直到研究人员将样品放在显微镜下,塑料才在样品中变得非常明显。
直到研究人员将样品放在显微镜下,塑料才在样品中变得非常明显。詹妮弗·布兰登

圣巴巴拉盆地是没有垃圾回收站表面没有明显的大块或泥浆,即使在堆芯,大部分塑料也无法用肉眼看到。布兰登说:“其中一些足够大,你可以看到它,但它是五彩纸屑大小。”“其中大部分,你只能在高倍显微镜下看到。当你在谷歌图片中输入‘塑料污染’时,它不是你Beplay客户端安卓版看到的那种地方。”

该团队将核心干燥,并通过筛网进行筛选,然后寻找他们可以视觉识别的纤维、碎片、薄膜和小球体。这有点棘手:当塑料袋和包装纸等脆弱的软塑料老化时,它们会变黄变脆,布兰登说,“开始看起来像一块蜕皮或贝壳。”为了将有机材料从合成材料中区分出来,研究人员寻找了能够表明外骨骼或外壳的模式。然后,为了做出明确的诊断,他们用傅里叶变换红外光谱仪分析了塑料碎片,其中包括向物体发射激光以揭示其内部化学键的结构。布兰登说:“特定的塑料总是以同样的方式捆绑在一起。”她补充说,通过聚焦塑料独特的微观结构,这种分析可以“告诉你肉眼看不到的东西”。

在沉积物核心中发现的塑料包括纤维(A)、碎片(B)、薄膜(C)和小球体(D)。
在沉积物核心中发现的塑料包括纤维(A)、碎片(B)、薄膜(C)和小球体(D)。詹妮弗·布兰登

研究塑料的麻烦在于它们无处不在,而且新的塑料碎片会污染样本。很多实验室设备都含有塑料;甚至实验室的外套也含有合成材料。有时,团队每天都会穿同样的颜色,所以从他们衣服上脱落的任何纤维都更容易识别。布兰登的团队曾短暂地尝试过一身红色,但她说:“事情很快就变得非常复杂。”在这种情况下,研究人员抛弃了1945年之前出现在核心样本中的任何塑料数据,在消费塑料真正普及之前,并且还减去了他们知道与核心接触的塑料设备的特征。

根据所有这些因素进行调整后,布兰登和她的合作者发现,自20世纪40年代以来,圣巴巴拉盆地沉积物中的塑料数量已经增加了大约每15年翻一番。其他研究小组仍在调查塑料是如何影响整个食物网中的生物的;在这篇论文中,布兰登和她的合作者主张“限制进入海洋的塑料废物流,因为塑料沉积直接反映了不断增长的生产趋势。”就目前而言,很明显,我们这种“用了就扔”的生活方式的痕迹远远埋在表面之下,在我们死后还会被记录下来。