Obří skvrny odpadků pomohly zjistit hranice oceánů  
Plovoucí plasty mají tendenci se hromadit v určitých lokalitách. Australští vědci nyní zjistili, že podobných míst, jako je „Velká pacifická skládka“ a které vymezují oblasti v nichž se oceánské vody vzájemně mísí jen velmi málo, je nejméně sedm.

 

Zvětšit obrázek
Nové rozdělení světového oceánu podle Gary Frøylanda, Roby M. Stuarta, a Erika van Sebille (UNSW).

V oceánech skončí asi desetina z 260 miliónů tun ročně vyrobených plastů. Na místa připomínající plastovou polévkou upozornili veřejnost a vědce před časem rybáři ale až vědecká mise lodi New Horizon začala zjišťovat o jak velké oblasti jde. Ta mediálně nejznámější skvrna „Velká pacifická skládka“, má rozlohu  jednoho až dvou Texasů, nebo také celého Španělska. Odpad je v ní většinou již rozdroben na malé kousky, což ale neznamená, že by přestával škodit. Plastové pole nemá pevnou hranici, ale je spíš posouvajícími se pruhy mezi Havají a Kalifornií. Bordelu tam je už tolik, že hubí ryby, želvy i ptáky. Na kousky rozmrvené láhve, kelímky, uzávěry i vyhozený zahradní nábytek, si totiž pletou s potravou. 

 

 

Zvětšit obrázek
Gary Frøyland, první autor publikace, která nově definuje hranice oceánských oblastí, jejichž povrchové vodní masy se vzájemně prakticky nemísí. Dopomohlo jim prý k tomu to co u vzdálených cílů maří práci snajperů a co již nějak za první světové války odhadovali Němci když z dalekonosných děl posílali pozdravy Pařížanům na vzdálenost 120 km.

Nejde ale jen o jedno pacifické smetiště, jsou i další lokality, které nasávají plavající odpad. Místa znečištění tak vlastně vymezují centra velkých kruhových oceánských proudů označovaných v anglické literatuře jako gyres. Mělo jich být pět. Z těchto hor odpadků pohupujících se pod hladinou vyšli australští matematici z University of New South Wales v Sydney. Vytvořili model jehož základem je chování znečišťujících částeček. Popsali to v článku, který jim otiskl časopis  Chaos. I když nám název může připadat poněkud nedůvěryhodně, jde o recenzovaný interdisciplinární věstník zaměřený na porozumění nelineárních jevů. Matematik Gary Frøyland se svým týmem vytvořil něco, čím se dají zjistit viníci i když od jejich provinění uplynulo hodně času a místo činu je daleko. Jako příklad uvádí stopování plovoucích věcí z pobřeží Madagaskaru a Mozambiku, které putuje do jižního Atlantiku, ačkoli jejich pobřeží omývá oceán Indický.


Chovatelé skotu i u nás již dlouho vědí, jak kousky fólie, kterou zakrývají silážní jámy, jejich svěřenkyním chutnají a jak časem vyplní žaludky krav něčím, co připomíná mičudu. Není toxická, ale její velikost nedovolí zvířeti se pořádně nažrat. Někdy se to projeví jen snížení užitkovosti, jindy úhynem z podvýživy. Prakticky totéž platí pro vodní živočichy.
Novým australským modelem můžeme nyní zjišťovat, jak dlouho bude trvat, než se odpad z jedné lokality přesune jinam. Převedeno do praxe to znamená, že už si můžeme spočítat za jak dlouho začnou hynout želvy poté, co si v severním Pacifiku popletou zbytky nákupní tašky z australského supermarketu porostlé povlakem řas, s chaluhami.

 

 

Coriolisova síla je síla, která má směr kolmý ke spojnici těleso – osa otáčení a je tím, co například může za to, že řeky tekoucí na severní polokouli ze severu na jih vymílají více pravý břeh a ty, které tečou z jihu na sever, zase břeh levý. Pozor na častý omyl - i když velikost této síly závisí na zeměpisné šířce (tvaru Země), není silou odstředivou! Na tělesa padající volným pádem nad rovníkem působí Coriolisova síla směrem k východu (po směru otáčení). Způsobuje viditelné odchylování přímočaře se pohybujících objektů od přímého směru a proto se jakákoliv hmota vlivem rotace Země, která se pohybuje se ve směru poledníků, odklání na severní polokouli doprava a na jižní polokouli zase doleva. Způsobuje stáčení trajektorie tělesa proti směru otáčení. (Kredit obr. Wikipedia)

Plastový nepořádek ale paradoxně posloužil i dobré věci. Pomohl oceánologům rozlousknout otázky týkající se povrchového mísení vod oceánů, což je možná stejně důležité, jako umět ukázat prstem na viníky znečištění. Oceánské proudy jsou totiž hříčkou mnoha okolností - větrů, rozdílů teplot vodních mas a jejich slanosti, ale za svojí existenci z velké míry vděčí i tomu, že se Země točí. Rotace dává vznik doprovodné sile zvané Coriolisova. I když na pověře, že se voda vypouštěná z vany nebo umyvadla stáčí vždy v jednom směru na severní polokouli a v opačném směru na jižní polokouli není pravdivá, je tato síla významnou překážkou omezující promíchávání mořských vodních mas. Z toho nyní vyšli i  Frøyland, van Sebille a Robyn Stuart a mocný efekt Coriolisovy síly podchytili matematicky. Veškeré pozemské vodstvo oceánů rozdělili do sedmi regionů. Za vydatné pomoci chování odpadků definovali hranice vodních mas, které se promíchávají jen velmi nerady. Wikipedie zatím uvádí, že těchto oblastí je jen pět. Podle nových poznatků jich je ale nejméně sedm.

 

Zvětšit obrázek
Z hlediska toku vrchní masy vody a přesunu odpadků, náleží Madagaskar do Atlantiku...


Zajímavé na novém rozdělení je i cesta, kterou autoři ke svým výsledkům došli. Nepouštěli se do komplexních simulací, jak je to nyní módou, například u modelů předpovídajících globální oteplování s prognózou na sto let dopředu. Místo toho, aby se utápěli v řadě neznámých detailů zvolili  ergodický přístup. Poprvé tohoto termínu použil fyzik Boltzman ve statistické mechanice. Pojem odvodil z řeckých slov energie (ergon) a cesta (odos). I jeho hypotéza o chování vzájemně interagujících částic v rovnovážném stavu se ukázala být neplatnou, jeho myšlenkový přístup dal základ tomu, čemu se dnes říkáme ergodická teorie a co se dá popsat jako studium dlouhodobého průměrného chování systému, který se vyvíjí v čase. Fyzikálně jde o průměrné hodnoty pro jednu částici v systému za dlouhou dobu (časové průměry)  a nebo pro celý soubor částic v jednom okamžiku (prostorové průměry). Z pohledu statistiky jde o náhodné procesy a zákonu hry velkých čísel.


 
Ergotický přístup se již osvědčil například při zjišťování chování takových systémů, jakými jsou lidská společnost. Metodou, jakou se dnes daří predikovat chování davu, nebo internetové sítě, autoři použili na chování částic v oceánech a kontrolou jim byly poznatky námořníků o kumulaci plastové drtě flakónů, nábytku a obalů všeho druhu. Tím se vědci dopracovali ke kritickému závěru, podle něhož části, které podle stávajících map řadíme k Pacifiku a Indickému oceánu jsou svým chováním jižním Atlantikem a že zase jiné lokality Indického oceánu jsou ve skutečnosti jižním Pacifikem. Nové rozdělení vod podle chování jejich povrchové vrstvy znázorňuje obrázek. Další podrobnosti a mapy jsou přístupné v originálním článku zde.


Nově stanovené hranice oceánských oblastí respektující pohyb povrchových vodních mas se může hodit pro předpověď chování ropné skvrny v Mexickém zálivu, stejně jako v mnohem menším měřítku stejný matematický přístup může mnohé napovědět o chování vod a všeho co je v nich i u Velkých jezer na pomezí Kanady a USA,...

 

Video: Obří pole odpadků v Pacifiku

 

Pramen:  Gary Froyland, Robyn M. Stuart, and Erik van Sebille., How well-connected is the surface of the global ocean?, Chaos, September 2, 2014. DOI: 10.1063/1.4892530

Datum: 03.09.2014 13:54
Tisk článku

Odpad - Mulligan Andy
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 248 Kč
cena: 220 Kč
Odpad
Mulligan Andy

Diskuze:

jak se voda točí

Stanislav Kaštánek,2014-09-05 22:07:59

Souhlasím s p. Pazderou, Coriolisova síla je při výtoku vody z nádoby malá jak dokládají fyzici a může být překryta náhodným vlivem. Můj domácí pokus : 2 umyvadla a vana, tam vypouštěná voda točí se proti směru hodinových ručiček, kuchyňská výlevka - napřed mátožně ve směru, pak zvolna protisměru hodinových ručiček. Prostě slupička se rozhodla odpočívat u kraje. Zkoušeno plovoucí minislupkou z cibule.
Proudění v oceánu je zcela jiného charakteru, každý proud musí mít zpětný protiproud, voda za Zemi je pořád v podstatě vodokulatá, při troše optimismu vodorovná.
Coriolisova síla - na severní polokouli jsou touto silou pohybující se tělesa stáčena vždy vpravo ( místo přímky zatáčka vpravo). Směr stáčení vzduchových částic je u cyklóny (tlaková níže) proti směru otáčení hodinových ručiček, u anticyklóny ( tlaková výše) ve směru otáčení hodinových ručiček. Podstatná je dlouhá doba působení Coriolisovy síly na vzdušné proudy a není tu vliv vliv tvaru nádoby a výpusti.

Odpovědět

jak se voda točí

Stanislav Kaštánek,2014-09-05 21:50:16

Odpovědět

no tak slava!

Martin Zbrozek,2014-09-05 11:22:49

Tak nakonec i ten bordel co plave v morich je uzitecny a vlastne prospesny, zejo pane Pazdera!

Odpovědět


Užitečný není, ale

Josef Pazdera,2014-09-05 19:38:04

je dobře, když ho někdo dokáže využít k něčemu užitečnému. I kdyby se ti tři výzkumníci snažili sebevíc, Atlantik s Pacifikem neuklidí, takhle alespoň vytvořili něco, co v tom uklízení může být nápomocno a za to jim poděkovat patří. Tak nějak jsem ten článek myslel.

Odpovědět

Martin Zbrozek,2014-09-05 11:21:46

Odpovědět

coriolisova síla

Fanda Sin,2014-09-04 10:56:14

S tím že se voda netočí jedním směrem na jižní a jiným na severní polokouli jste mě teď vyvedl z omylu, který jsem měl již od střední školy.
Jak se tedy bude voda chovat, pokud ji naliji do kuželovité nádoby a uvolním zátku? (samozřejmě s ní nebudu hýbat a neberu v potaz žádné jiné rušivé vlivy=v "ideálních podmínkách")

Jinak děkuji za článek, nedávno jsem někde četl, že plocha tohoto smetí pokrývá asi 80% oceánů, což mi přišlo jako hloupost (což samozřejmě byla) ale i tak je velikost Španělska poněkud moc :(
Jsou nějaké plány na odstranění? (chápu, že to je pouze bláznovo přání, ale musím se zeptat :) )

Odpovědět


Jak se tedy bude voda chovat

Josef Pazdera,2014-09-05 19:29:21

pokud ji naliji do kuželovité nádoby a uvolním zátku?
Bude se chovat jednou tak a podruhé jinak. Názorně to občas ukazují i v televizi, jako zajímavost si to natáčejí turisté a jsou pak zklamáni. Vyvrátili to například i v pořadu "Bořiči mýtů". Na to aby se efekt coriolisovy síly v něčem tak malém projevil, na to je o několik řádů nižší.

Odpovědět


Děkuji

Fanda Sin,2014-09-08 09:22:41

Nějak jsem si to myslel, jen jsem netušil, zda neexistuje ještě nějaká síla, o které bych nevěděl.

Na bořiče určitě mrknu, díky :)

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace