日光に含まれる紫外線は、濃縮された汚染物質の化学分解を引き起こします。 それがなければ、冷凍庫の食品のように、化合物は比較的不活性のままです. しかし、UV 照射下では、「概して、水よりも氷のほうが崩壊速度が速いことがわかります」と Halsall 氏は言います。 これらの加速された減衰率は、「1 年の特定の部分で 24 時間日光を浴びることができる」極の氷の中で、より顕著に現れる可能性があります、と Grannas は言います。 「それは多くの化学を駆り立てます。」
長さ 5 ミリメートル未満のプラスチックの破片であるマイクロプラスチックも、水中よりも氷中でより速く分解されます。 中国中南大学の化学者 48日以上であることがわかりました直径 1000 分の 1 ミリ未満のマイクロプラスチック ビーズは、揚子江で 33 年以上氷の中で劣化した。 「マイクロプラスチックが分解するには、数千年とは言わないまでも数百年かかります」と、中国の中南大学のチェン・ティアン氏はWIREDに中国語で語った。 「それほど長くはなかったので、分解の最初の段階だけを研究しました。 しかし、氷では分解プロセス全体が速くなるはずだと考えています。」
プラスチック廃棄物は海洋ごみの最も一般的な形態です。毎年約 1,000 万トンのプラスチックが最終的に海に流れ込み、その多くがマイクロプラスチックに分解されます。 科学者がマイクロプラスチックをより速く分解する方法を見つけるのに役立つ可能性があるため、これは良いニュースかもしれません.Tianと彼女の同僚は論文で指摘しています. しかし、氷がマイクロプラスチックをさらに小さな破片に分解することで、これまで以上に汚染物質が蔓延する可能性もあります。 プラスチックの破片が小さくなるほど、生物の奥深くまで侵入します。 微細なプラスチック粒子が 魚の脳に見られる、脳の損傷を引き起こします。
南極の氷で人間の活動を追跡することを目的とした研究を行っている Halsall にとって、汚染物質の分解は生活をより困難にしています。 彼は特に、パーフルオロアルキルおよびポリフルオロアルキル物質 (PFAS) に関心を持っています。 これらの「永遠の化学物質」は環境に残り、焦げ付き防止のフライパン、エンジン オイル、あらゆる種類の消費者製品に含まれています。 2017 年、Halsall の共同研究者は南極に切り込んで、1958 年以来蓄積された長さ 10 メートルの積雪の円柱を抽出しました。このような標本は、気候と人間の活動を明らかにします。 雪のサンプルが深いほど、過去にさかのぼることができます。
多くの化学会社は、2000 年頃に「長鎖」PFAS の使用をやめました。Halsall のチームは、その年以降に堆積した雪の中で、その汚染物質が少なくなり、その代替化合物である「短鎖」PFAS が多くなることを発見しました。 「業界が変化したとき、その雪のコアを見つけることができます」と Halsall は言います。 しかし、いつ何が使用されていたかを正確に理解するために、Halsall は汚染物質がどれだけ分解されたかを考慮する必要があります。
これらの氷に由来する反応は、私たちの残りの部分にも影響を与えます. 両極の氷河が溶けると、太陽光で処理された汚染物質が環境に放出されます。 「『私たちは汚染物質を分解している』と思うかもしれません。 それは良いことです」と Grannas 氏は言います。 「場合によってはそうです。 しかし、一部の汚染物質については、実際には元の製品よりも有毒な製品になる可能性があることを発見しました。」 たとえば、Grannas と彼女の同僚は、歴史的に殺虫剤に使用されていた化学物質アルドリンが、 もっと簡単に変身できる 氷中のさらに有毒な化学物質ディルドリンに。 (農家はまた、20世紀に殺虫剤にディルドリンを広く使用しており、両方の化学物質の使用はほとんどの国で禁止されています.)
グラナス氏はより楽観的に、氷が汚染物質をどのように分解するかを研究することは、研究者が新しい物質を評価するのに役立つと述べています。 「私たちは、新しい化学物質を農業システム、医薬品、および毎日の使用 (洗濯用洗剤、芳香剤、個人用製品) に導入しています」と Grannas 氏は言います。 「これを大規模に使用して環境に放出するとどうなるかを事前に理解したいと考えています。」 これらの汚染物質の一部は最終的に氷河や極で凍りつき、氷中の化学物質の進化を追跡することで、研究者は潜在的な環境への影響をより正確に把握できます。 地球の極では、氷の内部は激動の場所です。