نمذجة تنظيف رقعة النفايات في المحيط الهادئ الشمالي بناءً على ثلاث سنوات من الخبرة التشغيلية

لماذا تهمنا رقعة نفايات بعيدة

بعيداً عن أي ساحل، جمعت التيارات في شمال المحيط الهادئ كميات هائلة من البلاستيك العائم فيما يُعرف برقعة نفايات شمال المحيط الهادئ. وعلى الرغم من موقعها البعيد عن الشاطئ، فإن هذه الكتلة المتنامية ببطء من الحطام تضرّ بحياة البحر، وتُنشر مواد كيميائية سامة، وتهدّد خدمات المحيط التي يعتمد عليها البشر، من مصايد الأسماك إلى تنظيم المناخ. يطرح هذا البحث سؤالاً عملياً للغاية: استناداً إلى بيانات تجريبية واقعية، هل من الواقعي تقنياً واقتصادياً إزالة معظم هذا البلاستيك العائم خلال عقد من الزمن؟

تجربة تنظيف بحرية عملاقة

لاستكشاف ذلك، يبني المؤلفون عملهم على ثلاث سنوات من التجارب واسعة النطاق التي أجرتها منظمة The Ocean Cleanup، وهي منظمة غير ربحية تطوّر تقنية لجمع البلاستيك العائم في المحيط المفتوح. نظامهم عبارة عن حاجز طافي طويل على شكل U تسحبه ببطء سفينتان، موجِّهًا الحطام إلى "منطقة احتجاز" مركزية مغطاة بشبكة يمكن سحبها إلى السطح وتفريغها. بين عامي 2018 ونهاية 2024، أزالت هذه الأنظمة أكثر من نصف مليون كيلوغرام من البلاستيك من رقعة النفايات في شمال المحيط الهادئ، ما وفر قياسات نادرة ومفصّلة لكمية البلاستيك الموجودة فعلياً ومدى كفاءته في الالتقاط.

قياس كمية البلاستيك الحقيقية هناك

لأنه لا يمكن وزن الرقعة بأكملها مباشرة، يجمع الفريق بيانات المصيد مع نموذج حاسوبي يتتبع جزيئات بلاستيكية افتراضية ترقد على تيارات بحرية حقيقية. يقومون بمعايرة النموذج باستخدام 72 فترة تنظيف موثقة جيداً، حيث يعرفون كل من المساحة الممسوحة والكتلة الجافة المستردة من البلاستيك. كما يجرون اختبارات بقطع بلاستيكية معنونة أُطلقت أمام النظام لتقدير عدد القطع التي تدخل المساحة الممسوحة وتبقى محتجزة فعلاً، وكيف تؤثر الرياح والأمواج على "كفاءة الاحتجاز" هذه. من خلال ضبط النموذج حتى يعيد إنتاج معدلات المصيد المرصودة، يقدّرون أن الرقعة تحتوي حالياً على ترتيب عشرات الآلاف من الأطنان من البلاستيك العائم الأكبر من بضعة مليمترات، موزعة على نحو 1.6 مليون كيلومتر مربع تقريباً.

محاكاة أسطول للعمل على الرقعة

مدججين بهذه الصورة المعايرة، يحاكي المؤلفون ما سيحدث إذا عمل أسطول مكون من 10 إلى 20 نظامًا مشابهًا لأحدث تصميم لهم بين عامي 2027 و2037. تتحرّك الأنظمة الافتراضية عبر حقل دوران محيطي مفصّل، سحّابة مسافات واسعة بسرعات واقعية وتعمل معظم الوقت، كما في المهمات الحقيقية. والأهم أن الدراسة تختبر طرق توجيه مختلفة للأسطول: التجوال ببساطة داخل رقعة النفايات؛ المطاردة النشطة لـ "البقع الساخنة" المحلية ذات التركيز العالي من البلاستيك؛ أو اتباع مسارات محوسبة مُحسّنة تزيد من لقاءات مع خيوط الحطام الكثيفة. كما تتباين بسرعة نمو البلاستيك في المنطقة، ومدى تحسّن كفاءة معدات التنظيف إذا تحسّن تصميمها.

كم يمكن إزالته واقعياً؟

يشير النموذج إلى أن استراتيجية التوجيه هي أكبر رافعة أداء مفردة. إذا تجوّلت الأنظمة عشوائياً، فقد تزيل حوالي ثلث إلى نصف البلاستيك الأكبر من نصف سنتيمتر خلال عشر سنوات فقط. إذا تم توجيهها نحو البقع الساخنة، يرتفع سهم الإزالة بشكل حاد. مع نهج توجيه محسّن وكفاءة احتجاز محسّنة (حوالي 70%، مقارنة بحوالي 40% المقيسة حتى الآن)، يمكن لأسطول يتألف من 10–20 نظامًا إزالة أكثر من 80% من كتلة البلاستيك العائم في قلب الرقعة خلال عقد، مستخرجاً ما يصل تقريباً إلى 180,000 طن. ومع ذلك، يكون التنظيف أقل فعالية بكثير على الشظايا الأصغر التي تقع قليلاً فوق حجم الفتحات التي قد تنزلق من خلالها الشبكات، والتي تستمر في التكون مع تفتت القطع الأكبر ببطء. لذلك يتتبع المؤلفون أيضاً كيفية تحلل البلاستيك إلى ميكروبلاستيكيات صغيرة، التي لا تُصمّم الأنظمة الحالية لالتقاطها.

التكاليف والمقايضات والحاجة إلى إيقاف النّفْس

لتقييم ما إذا كان مثل هذا التنظيف ممكنًا اقتصاديًا، يبني البحث نموذج تكاليف مفصّل حول السفن الداعمة اللازمة والوقود والطاقم والصيانة. في أكثر السيناريوهات كفاءة، سيكلف الوصول إلى هدف إزالة 80% على نحوٍ مُقَرَّب 1.8 مليار يورو؛ ومع أداء اليوم وتوجيه أقل تطوُّراً، قد يرتفع السعر إلى عدة مليارات يورو إضافية. ومع ذلك، عند مقارنته بتقديرات قيمة الأضرار الاقتصادية المعرّضة للمخاطر من تضرر النظم الإيكولوجية البحرية في هذه المنطقة على مدى القرن المقبل، تمثل تكاليف التنظيف هذه أقل من 1% إلى حد بعيد. وفي الوقت نفسه، يؤكد المؤلفون أن التنظيف وحده لا يمكنه حل المشكلة: إذا لم تُخفض تدفقات البلاستيك من الأنشطة البرية وبحريّة بشكل حاد، فسيصل النظام في النهاية إلى حالة تشبع حيث تصل الحطام الجديدة أسرع مما يمكن إزالته.

ماذا يعني هذا لمستقبل المحيط

بعبارة بسيطة، تستنتج الدراسة أن تنظيف معظم البلاستيك العائم في رقعة نفايات شمال المحيط الهادئ ممكن تقنياً وضمن نطاق تكلفة معقول إلى حدٍ ما—بشرط توجيه الأنظمة بذكاء ومواصلة تحسين تصميمها. من المرجح أن يؤدي إزالة نحو 80% من الحطام الأكبر إلى تخفيف الضغط عن السلاحف البحرية والطيور البحرية والأسماك وغيرها من الحياة البرية، والمساعدة في حماية دور المحيط في تنظيم المناخ وإنتاج الغذاء. ومع ذلك، يتطلب النجاح المستدام نهجاً مزدوجاً: تنظيف واسع النطاق في المياه البعيدة للتعامل مع بلاستيك الإرث طويل العمر الموجود بالفعل في البحر، وإجراءات عالمية قوية لخفض تدفّق البلاستيك الجديد إلى البحر. بدون كلا العنصرين، ستستمر الرقعة—والأضرار التي تسببها—لأجيال قادمة.

الاستشهاد: Sainte-Rose, B., Lebreton, L., Pham, Y. et al. Modelling the cleanup of the North Pacific Garbage Patch based on 3 years of operational experience. Sci Rep 16, 8050 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40859-y

الكلمات المفتاحية: تلوث البلاستيك البحري, رقعة النفايات في المحيط الهادئ الشمالي, تكنولوجيا تنظيف المحيط, نمذجة الحطام العائم, خدمات النظام الإيكولوجي