海洋ゴミを宇宙から追跡できるようになった

地球の海を汚染するプラスチックのほとんどは、表面に浮かんでいるのではなく、波の下にあります。そのため、衛星などの技術を使用して問題のあるゴミを追跡および監視することは、研究者にとって困難です。しかし、スーパーコンピューターを利用した検索アルゴリズムの新しいシステムは、衛星をこの作業に活用するのに役立ちます。さらに研究と微調整を行うことで、この設計は地球規模の問題に取り組むための貴重なツールになる可能性があります。

6月14日にNature Communications誌に発表された研究で詳述されているように、あるプロジェクトでは、欧州宇宙機関のコペルニクス・センチネル2号衛星が6年かけて収集した地中海のマルチスペクトル画像と赤外線画像30万枚を使って機械学習プログラムをトレーニングした。その後、チームはこのデータベースを使用して、海流と風によって形成されたゴミとプラスチックでできた浮遊する繊維状のもの、ウィンドロウと呼ばれるものを特定した。ウィンドロウ（表面の油膜または縞とも呼ばれる）は、しばしば短命の構造であるが、海に拡散する前に数マイルも広がることがある。このプロジェクトは、海洋科学研究所（ICM-CSIC）、科学研究高等評議会（CSIC）、スペインのカディス大学の共同作業である。

「これまで、海面上で直径数メートルのゴミの塊を探すのは、干し草の山から針を探すようなものだった。なぜなら、道を形成するには大量のゴミが存在し、その拡散を防ぐ風がほとんどないことが必要だったからだ」と、ICM-CSICの研究者でプロジェクトの共同ディレクターのマヌエル・アリアス氏は語った。

漂着ゴミは海洋ゴミ全体のごく一部を占めるに過ぎないが、研究者らはゴミが汚染ホットスポットの指標となる可能性があると理論づけた。2015年7月から2021年9月までの間に、研究チームは合計14,374本の漂着ゴミを検出し、監視した。これは記録されたゴミ構造の急増を示している。衛星画像で特定された漂着ゴミの多くは、その後、その地域の船舶によって検査された。全体として、汚染は94.5平方キロメートル（約36.5平方マイル）を覆ったと推定されており、これはサッカー場約7,500個分に相当する。糸状のゴミのほとんどは長さ1キロメートル（0.62マイル）だったが、記録された漂着ゴミ27本は10～23キロメートル（6.2～14.29マイル）に及んでいた。

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海洋汚染パターンをさらに分析した結果、チームは、近くの人口密度、地形、降雨量など、海洋ゴミが蓄積する場所と時期に影響を与える要因を推測することができた。たとえば、集中豪雨が頻繁に発生する地域では、ゴミが海に流れ込む頻度が高く、沿岸砂漠地帯ではゴミの流入がはるかに少ない可能性がある。また、これらのホットスポットは主に海岸から 15 km (9.32 マイル) 以内に位置し、数週間または数か月以内に再び海岸に戻ることが多い。

研究者たちは、この新しいシステムは、清掃プロジェクトが海洋プラスチック汚染が集中している地域を特定し、それがいつどこで拡散するかを予測するのに役立つ可能性があると考えている。また、このプログラムは、船舶の積荷の損失、石油流出、捜索救助状況など、他の問題を追跡するために拡張できると考えている。

「海洋ごみは、私たちの文明が廃棄物を管理できなかったことを反映している」と研究チームは論文に記している。「…衛星による観測は、大規模監視の最大の希望の一つだ」