電子ボトルの旅と海洋プラスチック危機

インドのガンジス川沿いに住むある人が、最近、地球上で誰も受け取ったことのない贈り物を受け取りました。一見すると、川を漂う普通のペットボトルのように見えました。ボトルの先端から棒が突き出ているだけで、まるでマストはあるのに帆のないヨットのようでした。匿名を条件に贈られたこの人は、好奇心に駆られ、500ミリリットルのボトルを破り開けてみると、なんと電子機器がぎっしり詰まっていました。中にはSIMカードも入っており、それを携帯端末に挿入してFacebookにログインしたのです。

「それが使われていたと分かったのは、請求書を受け取った時でした」と、ロンドン動物学会の技術専門家、アラスデア・デイヴィス氏は語る。デイヴィス氏は、エクセター大学の保全科学者エミリー・ダンカン氏をはじめとする研究者らと共に、プラスチック汚染がどのように河川を流れ、最終的に海に流れ込むかを示す巧妙な実験の一環として、このボトルと他の9本のボトルをガンジス川に流したばかりだった。SIMカードによって、不運なボトルとその仲間たちは川を下る間、3時間ごとに携帯電話の基地局に接続し、移動距離と速度を詳細に記録した。1本のボトルは51日間で380マイル（約600キロメートル）を航行した。

しかし、このボトルは突如として暴走してしまいました。研究者たちは、携帯電話の基地局へのアップロードは1回あたり最大2キロバイトしかかからないことを考慮して、SIMカードのデータ使用量は100メガバイト以下に抑える予定でした。ところが、このカードはなんと300メガバイトものデータを使ってしまったのです。「一体全体、ボトルが300メガバイトもデータを使ったなんて」とデイヴィスは当時を振り返ります。そこで彼らは位置情報のログを確認し、ボトルが川から飛び出して誰かの家に着地する様子を観察しました。これは無生物にとって典型的な行動ではありません。「その後、ボトルはオフラインになり、データが蓄積され始めました」と彼は言います。

ボトルの中には数週間かけて何マイルも移動したものもあれば、位置情報を送信できなくなったものもありました。また、漁網に引っかかったものもあったようです。しかし、これは電子研究用ボトルの無駄ではありません。むしろその逆です。「このシステムは、プラスチックに実際に何が起こるのか、現実的なデータを提供してくれます」と、PLOS ONE誌に掲載されたこのシステムに関する新論文の筆頭著者であるダンカン氏は述べています。「川から引き上げられるものもあれば、漁具に引っかかるものもあるかもしれません。つまり、私たちの不運な出来事は、何が起こるのかという現実的な考えを与えてくれるのです。」

ダンカン氏とデイヴィス氏は、実は2世代の電子ボトルを組み立てた。ガンジス川を航行した第一世代のデバイスは、航海中に携帯電話の基地局が多数存在したため、SIMカードで十分だった。しかし研究者たちは、ペットボトルが海に到達した後にどのような挙動を示すのかを調べたいと考え、第二世代のデバイスにGPSを搭載した。これは、彼らが以前に行ったウミガメの追跡研究から着想を得たものだ。GPSは携帯電話サービスが届かない外洋では非常に有効に機能するのだ。（彼らの設計はオープンソースなので、プラスチック研究者なら誰でも独自のデバイスを開発し、システムを改良することさえ可能だ。）

どちらのバージョンの装置でも、電子機器を詰め込んだチューブを、まるで本物のプラスチックゴミのように動作させる方法を考案する必要がありました。「重要なのは重心です」とデイヴィス氏は言います。例えば、すべての電池をボトルの片側に詰め込むことはできませんでした。また、ボトル内に空洞を設け、閉じ込められた空気が浮力を生み出し、装置の約半分が水面上に、残りの半分が水面下になるようにしました。重要なのは、ボトルのアンテナが川底ではなく上空に向くように配置することです。

「裏庭でバケツにボトルを入れて、浮かべたり、配置をいろいろ試したりして、完璧な形に仕上げようと何度も遊びました」とデイヴィスは言う。「壁の厚さなど、あらゆる要素を完璧に調整して、やっとボトルそっくりのものができました。それで、その横にもう一つボトルを投げ入れると、ボトルも同じ向きで浮かびました」

GPS搭載ボトルの耐航性に自信を持った研究チームは、バングラデシュのガンジス川河口付近とベンガル湾にボトルを設置しました。そして、装置がベンガル湾を同様の軌跡を描いて移動する様子を観察しました。あるボトルは94日間で約2900キロメートルを移動しました。ボトルは西へ、インド東海岸へと向かう傾向があり、最終的には強い渦に巻き込まれました。「地図上では、一種の渦巻きが始まっているのがわかります」とダンカン氏は言います。「それが、プラスチックの堆積が見られる可能性のある場所を示しています。」

そして、ガンジス川を下りベンガル湾を横切る過酷な航海に耐えられるよう、ペットボトルを注意深く設計した目的がまさにこれであることが判明した。このモデルは、これらの海域でゴミが集まる傾向のある場所を示しているのだ。科学者たちは以前、海流、風、海岸線の形状といった変数に基づき、プラスチック片が環境中をどのように移動するかを示すモデルを開発していた。これらのモデルは、ゴミが海岸沿いに漂着し、少し沖合に流されてから再び海に流れ込み、それを何度も繰り返す傾向があることを示している。今回の新たな研究結果は、この力学を裏付ける強力な現実世界の証拠となっている。電子機器のボトルは、すぐにはるか沖合に流されるのではなく、海岸線に沿って何百マイルも平行して移動する傾向があったのだ。

「海洋学モデルは、プラスチックが海中でどのように移動するかを明らかにし、貴重な洞察を提供することができます」と、オーシャン・コンサーバンシーのゴミのない海プログラムのシニアディレクター、ニコラス・マロス氏は述べています。マロス氏は今回の研究には関与していません。「しかし、リアルタイムのプラスチック追跡ツールを使うことで、これまで知られていなかったことが明らかになるかもしれません。」例えば、外洋のどこでプラスチックが堆積物に巻き込まれるのでしょうか？重要な生息地が、蓄積したプラスチックによって不均衡な脅威にさらされている可能性はあるのでしょうか？

「一般的に、私たちが抱えていた最大の課題の一つは、プラスチックが環境中に放出された後、どれだけ遠くまで移動するのかを特定することです」とマロス氏は付け加えます。「実際、多くの研究者が『失われたプラスチックはどこにある？』という疑問を抱くのです。なぜなら、海に流れ込むプラスチックの量は定量化できているものの、広大な海の中で、そのプラスチックが最終的にどこに行き着くのかを完全に定量化できていないからです。」

これらの電子ボトルから収集されたデータは、人類が海洋プラスチック危機に取り組む方法を知る上で役立つ可能性があります。2018年、The Ocean Cleanupと呼ばれるグループが、プラスチック廃棄物が蓄積することで知られる太平洋ゴミベルトに、長さ600メートルのU字型のキャッチャーを設置しました。海洋学者はこのアイデアを即座に批判しました。キャッチャーは必然的に2つに壊れる（実際に壊れました）ことと、より予防的な解決策からの注意をそらすことになるからです。予防的な解決策であれば、はるか上流の汚染に対処し、そもそも海に到達するのを防ぐことになります。この目的のために、ボルチモア港は、ミスター・トラッシュ・ホイールとプロフェッサー・トラッシュ・ホイールという愛称で呼ばれる2つの「インターセプター」を設置しました。これらは、浮遊するプラスチックが大西洋に到達してはしけに積み込まれて廃棄される前に、それを飲み込みます。これは非常に優れたアイデアであったため、The Ocean Cleanupは世界の河口に設置するための独自のバージョンを製作しました。

これらの新しい電子ボトルが明確に示しているように、プラスチックは川を数百マイル、あるいはそれ以上下流まで漂う可能性があります。このような回復力は、汚染物質が最終的に海に到達することを強く望んでいることを示しています。さらに、もう一つ問題があります。数百マイルにわたる川岸があり、そこから新たなゴミがシステムに入り込む可能性があります。つまり、数マイルほどの道のりを海まで運んでくるプラスチックボトルを川に流しているのは、沿岸の都市だけでなく、川沿いの都市も含めた広範囲に及んでいるのです。

ボトルは問題の一部に過ぎません。容器やラップなど、他のプラスチック製品も川や海に流れ込んでいます。水に流れ込んだら、それらはどのように反応するのでしょうか？ダンカン氏と同僚たちは、将来、より小さなゴミに追跡装置を設置することで、この問題を解決するための技術を応用するかもしれません。「技術の進歩は目覚ましく、あらゆるものが簡単に小さく軽くなっています。ですから、ポテトチップスの袋やビニール袋に貼り付けられるような装置が実現したら、本当に興味深いですね」とダンカン氏は言います。「もっと軽量で、ゴミの移動に影響を与えず、しかもゴミの追跡もできるような装置です。」

このプロジェクトはオープンソースなので、世界中の研究者が独自のセンサー付きプラスチックを作ることができます。ですから、今度川辺を散歩して、漂ってくる汚染に嘆き悲しんでいる時、そのゴミが実は科学スパイであるかもしれないという事実に勇気づけられるかもしれません。

WIREDのその他の素晴らしい記事

📩 テクノロジー、科学、その他の最新情報を知りたいですか？ニュースレターにご登録ください！
命を救うかもしれないDNAデータを探す男
ウィッシュリスト: ソーシャルバブルとその先へのギフトアイデア
「デッドゾーン」は、この車がテスラに対抗するのに役立つかもしれない
脆弱な人は待て。まずはスーパースプレッダーにワクチンを接種しよう
今年のホリデーシーズンに家族の安全を守るための7つの簡単なテクニック
🎮 WIRED Games: 最新のヒントやレビューなどを入手
🏃🏽‍♀️ 健康になるための最高のツールをお探しですか？ギアチームが選んだ最高のフィットネストラッカー、ランニングギア（シューズとソックスを含む）、最高のヘッドフォンをご覧ください