تشكل ظاهرة نقل وتراكم النفايات البحرية العائمة مادة دسمة للبحث و ايجاد حلول للحد منها ، حيث يبقى المثال الصارخ متمثلا في القارة السابعة شمال المحيط الهادئ. ومع ذلك، تبقى المقاييس الدقيقة في محيط أقل من 10 كيلومترات، جد معقدة بسبب وجود العديد من الدوامات، ومناطق التقارب، حيث تتجمع التيارات البحرية معًا و تباعد على سطح المحيط، ما يصعب فهم انجراف المواد العائمة.
يواجه خليج بسكاي الجنوبي الشرقي ، مثل العديد من المناطق الساحلية الأخرى حول العالم، العديد من المشاكل البيئية. وتشمل هذه الأخيرة التلوث بالقرب من المناطق الحضرية والصناعية مثل بلباو وسان سيباستيان، ما يسهم في ازدهار الطحالب السامة، وفقدان التنوع البيولوجي، وانتشار الأنواع الغازية. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد المنطقة كمنطقة لتراكم القمامة البحرية من خلال نماذج المحيطات الإقليمية.
تحديد مناطق تراكم النفايات
كجزء من أطروحتها كتبت سلون بيرتين، سلون بيرتين، طالبة دكتوراه في علم المحيطات الفيزيائي في مختبر علم المحيطات وعلوم الأرض، بالمركز الوطني للبحث العلمي، جامعة ليل، جامعة ليتورال كوت دوبال، معهد البحوث من أجل التنمية (IRD)،مقالا حول مشروع وطني إسباني يسمى LAMARCA، حاولت من خلاله فهم وتحديد مناطق تراكم النفايات البحرية العائمة في الجنوب الشرقي من خليج بسكاي.
في خليج بسكاي، وفي البحار شبه المغلقة بشكل عام (المسطحات المائية المحاطة جزئيًا باليابسة، ولكنها متصلة بالمحيط مثل البحر الأبيض المتوسط أو بحر البلطيق)، كثيرًا ما تكون هياكل التقاء التيارات المتراكمة للحطام البحري ملاحظتها حتى بالعين المجردة. وسلطت دراسة أجرتها إيرين رويز، الباحثة في AZTI، الضوء على حقيقة أن هذه الهياكل يبلغ طولها عمومًا حوالي كيلومتر واحد وتتراكم في المتوسط 78 كجم من النفايات البحرية العائمة.
هيكل التقارب للتيارات المتراكمة للرغوة والحطام البحري المأخوذ خلال حملة علم المحيطات في أبريل 2022 مقدمة من المؤلف
تعتبر الأنشطة المرتبطة بصيد الأسماك والنقل البحري وتربية الأحياء المائية مسؤولة عن 35% من النفايات التي تم تحليلها خلال هذه الدراسة، وتبين أن البلاستيك هو المادة السائدة. أما الـ 65% المتبقية فتأتي من مصادر أرضية.
لفهم وتحديد المناطق التي تتراكم فيها النفايات البحرية العائمة، أعتمد على التشخيصات المقدرة من قياسات سرعة التيار السطحي بواسطة الرادارات الأوقيانوغرافية. تسمح لي هذه التشخيصات بتحديد ومتابعة تطور الهياكل المتقاربة لحركة المحيطات الساحلية. البنية المتقاربة في التدفق هي منطقة تتجمع فيها تيارات المحيط، مما يتسبب في تجمع كميات المياه والمواد التي تحملها معًا. الهدف من دراستي هو فهم كيف تحكم هذه الهياكل التوزيع المكاني والزماني للمواد التي تنقلها التيارات.
رادارات لمتابعة التيارات
تُستخدم تكنولوجيا الرادار في العديد من السياقات مثل الأرصاد الجوية أو النقل الجوي أو البري أو البحري. كلمة RADAR تعني “الكشف عن الراديو وتحديد المدى”. تستخدم هذه التقنية الموجات الكهرومغناطيسية لاكتشاف وتتبع مسافة وسرعة الأجسام المختلفة. تسمح العديد من محطات الرادار المثبتة على سواحلنا بمراقبة مستمرة للتيارات التي يصل مداها إلى 200 كيلومتر. تقيس الرادارات سرعة واتجاه التيارات المحيطية عن طريق الكشف عن انزياح دوبلر (تحول التردد) للموجات الراديوية المنعكسة من موجات سطح البحر، واستناداً إلى القياسات الشعاعية، يتم إنشاء خرائط التيارات السطحية بدقة زمنية قدرها ساعة واحدة ودقة مكانية تبلغ 1 ساعة. 2.5 كيلومتر، مما يعني أن النظام قادر على التقاط هياكل المحيط بطول 2.5 كيلومتر وأكثر.
أستخدم هذه الخرائط لحساب أسس لابونوف، وهي كمية رياضية تستخدم لتقدير تقارب التيارات البحرية على سطح المحيط. تشير خرائط ليابونوف الأسية إلى مناطق المحيط حيث تميل مسارات الجسيمات العائمة إلى التقارب بسرعة أو ببطء مع مرور الوقت. وهذا أمر بالغ الأهمية لفهم انجراف المواد العائمة مثل الحطام البلاستيكي أو الكائنات الحية العوالق. يتيح حساب أسس Lyapunov تقليل الدقة المكانية مقارنة بخرائط التيار السطحي التي تم حسابها منها وتحقيق دقة تبلغ في حالتنا 400 متر.
تحدد القيم العالية لأسس ليابونوف (الموضحة باللون الأصفر أعلاه) المناطق التي يكون فيها تقارب التيارات السطحية المكتشفة بواسطة الرادارات كبيرًا. تمثل هذه الخطوط ذات القيمة العالية حواجز النقل الحقيقية التي تجد المواد المنجرفة صعوبة في عبورها. وفي البيئات الساحلية، يتم تنظيم هذه القيم العالية بشكل عام
خطوط موازية للساحل.
تتوافق نتائج بحثي مع النظرية وتكشف عن وجود خطوط تتميز بالقيم القصوى لأسس لابونوف، موازية لبعضها البعض ومتوازية مع السواحل الفرنسية والإسبانية. وتستمر هياكل التقارب هذه مع مرور الوقت وتميل إلى التحرك في الاتجاه السائد للتيارات البحرية، أي نحو الشمال الشرقي خلال الفترة التي تغطيها الدراسة. بالإضافة إلى ذلك، يتميز عمود نهر أدور، وهو نهر رئيسي في منطقة الدراسة، بتقارب كبير، حيث يتم تحديده بواسطة خيوط تمثل قيمًا عالية لأسس ليابونوف.
تم خلال شهر أبريل 2022 تنفيذ حملة أوقيانوغرافية في الجنوب الشرقي لخليج بسكاي. وتمثلت هذه الحملة في نشر العوامات العائمة التي تم ربطها بمرساة عائمة موضوعة على عمق 1 متر، مما يسمح للعوامات بمتابعة التيارات السطحية دون أن تتأثر بالرياح. تتزامن هياكل التقارب الحالية التي أبرزتها خرائط ليابونوف الأسية مع منطقة تتقارب فيها عدة عوامات، كانت متباعدة في البداية بمقدار 18 كيلومترًا، لتجد نفسها على بعد كيلومتر واحد فقط في نهاية الرحلة.
تمثل هذه النتائج تقدمًا كبيرًا في تقنيات اكتشاف هياكل التقارب من سرعة التيارات السطحية المستشعرة عن بعد ولها تطبيقات مباشرة لدراسة نقل وتجميع القمامة البحرية، من بين أمور أخرى. هذه المعرفة ضرورية في علم المحيطات الفيزيائي، لأن الحطام البحري يعمل كأدوات تعقب لفهم دوران المحيطات. وعلى العكس من ذلك، فإن فهمنا لتيارات المحيط يلعب دورًا مهمًا في تحديد مسارات الحطام البحري العائم. وهذا يسهل مكافحة التلوث، وهو أمر مهم بشكل خاص في مجتمع يعتمد على السواحل.
