2002至2022年間,太平洋垃圾帶及其周邊海域的衛星觀測顯示,海水反射的藍光與綠光有所增強,部分區域出現與青綠色相符的變化。卑爾根大學研究團隊認為,微塑膠可能有助於解釋這種光學訊號;不過,研究並未證明塑膠造成了海水變色,也沒有顯示衛星已能直接測量海中的微塑膠含量。
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衛星資料看見了什麼?
研究人員 Shea Cheatham、Daniel Koestner 與 Børge Hamre 分析了三組海色資料:NASA Aqua 衛星上的 MODIS 儀器、Ocean Colour Climate Change Initiative,以及 Copernicus-GlobColour。三組資料共同呈現的藍綠光增亮,在北緯約30至40度最明顯,涵蓋夏威夷與加州之間的太平洋垃圾帶及周邊海域。研究報告指出,藍光反射約增加10%,綠光約增加2%至4%;各資料集呈現的幅度與分布則不完全相同。
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藍光與綠光同時增強,可能形成偏青的色彩訊號。但這代表觀測到的是海水顏色的變化,並非直接測出海中有多少塑膠。
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微塑膠可能如何影響海水顏色?
微小塑膠粒子對可見光的吸收相對較弱,散射光線的能力卻較強。研究團隊提出,這種散射可能增加海水反射回來的藍光與綠光,形成偏青的增亮訊號。
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為了檢視這個解釋是否符合光學原理,團隊模擬海水反射光的變化。只改變天然光學成分時,約3%的增亮模擬案例呈現青色;把微塑膠也納入變數後,比例升至13%。天然因素本身仍可能造成青色訊號,但模型顯示,若只靠天然因素,通常需要有色溶解有機物與天然懸浮粒子大幅減少。
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這些百分比描述的是模擬案例,並非微塑膠造成真實衛星趨勢的機率。研究也估算,在模型設定的條件下,每立方公尺海水約含5毫克微塑膠,就可能產生可偵測的光學影響。這是有條件的模型估算,不是太平洋垃圾帶的實測濃度,也不是適用於所有情況的衛星偵測門檻。
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為什麼還不能確定是塑膠造成?
不同衛星資料集並非處處吻合。資料合併方式與大氣校正方法的差異,以及 MODIS 海色感測器可能出現的長期漂移,都讓跨資料集的比較更複雜。整體趨勢值得進一步調查,但資料之間的落差,限制了研究人員解讀細節的把握度。
海水顏色也可能受到其他因素影響,包括浮游植物、有色溶解有機物、天然懸浮粒子,以及更廣泛的海洋環境變化。模擬結果讓微塑膠成為合理的可能因素之一,卻沒有指出它是唯一原因。
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要確認因果關係,還需要什麼?
研究指出,目前缺乏太平洋垃圾帶上層海水中、直徑小於300微米微塑膠的直接測量資料。這類粒子不容易在海上採樣與分析,相關調查也相當困難且昂貴。
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要確認塑膠是否造成衛星觀察到的訊號,研究團隊需要在實地同步測量微小塑膠粒子的濃度、水體光學性質與天然物質,再將結果與衛星觀測比對。在這條證據鏈建立之前,海水顏色或許能協助研究人員尋找線索,但還不能視為已驗證的微塑膠累積指標。
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