600km 이상 떨어진 상공에서도 해변 플라스틱을 찾아낼 수 있는 위성 기술

새로운 위성 이미지 기법을 통해 우주에서 해변의 플라스틱을 관측할 수 있게 되었다. 이 기술은 모래, 물, 플라스틱이 빛을 반사하는 방식의 차이를 식별해 600km 이상 떨어진 상공에서도 해변의 쓰레기를 찾아낼 수 있도록 한다.

 

600km 이상 떨어진 상공에서도 해변 플라스틱을 찾아낼 수 있는 위성 기술

 

해양 생태계를 위협하는 해변 플라스틱 문제의 심각성

 

플라스틱 오염은 여러 환경 문제에서 심각한 이슈로, 특히 해양 서식지에 급격한 위협이 되고 있다. 최근 몇 년 동안 태평양과 인도양의 외딴 섬이나 호주 북부 해변과 같은 인적이 드문 지역에서도 플라스틱이 대량으로 쌓인 것이 확인되었다.

 

현재 매년 약 1,900만~2,300만 톤의 플라스틱이 바다나 해안 환경에 유입되는 것으로 추산되며, 2030년까지 그 양이 두 배로 늘어날 수 있다고 한다. 이는 생물 다양성뿐만 아니라 지역 경제에도 다양한 해로운 영향을 미치는 문제이다

 

RMIT 대학교의 연구 저자이자 박사인 제나 구포그 박사는 "플라스틱은 음식으로 오인될 수 있고, 더 큰 동물들은 엉키거나, 작은 동물들 예를 들어 소라게와 같은 동물들은 플라스틱 용기 안에 갇히게 될 수 있습니다

 

외딴 섬의 해변은 세계에서 가장 높은 플라스틱 밀도를 기록한 곳 중 하나이며, 호주 북부 외딴 해안에서도 증가하는 플라스틱과 유기 어구가 발견되고 있습니다."라고 설명했다.

 

플라스틱을 치우지 않으면 결국 미세 플라스틱이나 나노 플라스틱으로 분해되어 더 많은 해를 끼친다. 구포그 박사는 "이러한 해양 플라스틱이 환경, 어업, 관광에 미치는 영향은 잘 알려져 있지만, 문제의 정확한 규모를 측정하거나 특히 외딴 지역에서의 청소 작업을 겨냥한 방법들은 기술적 제한으로 인해 어려움을 겪어왔습니다"라고 덧붙였다.

 

해변 플라스틱을 우주에서 포착하는 새로운 기술

 

위성 기술은 이미 전 세계 바다에 떠다니는 엄청난 양의 해변 플라스틱을 추적할 수 있도록 개발되었으며, 여기에는 수천 개의 병, 가방, 어망으로 이루어진 작은 플라스틱 집합체에서 프랑스의 세 배에 달하는 면적의 거대 플라스틱 덩어리인 대태평양 쓰레기 지대까지 포함된다.

 

그러나 이러한 위성 기술이 물 위에 떠 있는 플라스틱을 발견하는 데는 효과적이지만, 해변의 모래와 섞여 잘 구별되지 않는 잔해를 발견하는 데는 덜 효과적이었다. 하지만 이제는 해변에서 플라스틱을 효과적으로 식별하여 그 축적 상태를 파악하고 청소 작업을 더 구체적으로 할 수 있는, 위성 상공에서 관측된 빛의 반사 패턴을 평가하는 수학 공식인 해변 플라스틱 잔해 지수(BPDI)를 개발했는데,세계뷰-3 위성 데이터를 활용해 해변의 플라스틱 잔해를 지도화하는 데 맞춰졌다.

 

이 시스템은 지구를 태양과 나란히 고도 617km에서 공전한다. 우주에서 플라스틱을 식별하기 BPDI의 플라스틱 탐지 능력을 테스트하기 위해 빅토리아 주 남부의 해변에 각 2제곱미터 크기의 플라스틱 표적 14개를 배치했다. 이러한 표적은 위성의 픽셀 크기(3제곱미터)보다 작았으며, 여러 유형의 플라스틱으로 만들어졌다.

 

BPDI의 이미지를 기존의 세 가지 지수(물에서 플라스틱을 찾는 것 하나, 육지에서 플라스틱을 찾는 두 가지)와 비교한 결과, 기존 지수는 해변의 플라스틱을 구별하는 데 어려움을 겪었고 그림자와 물을 플라스틱으로 오인하는 오류가 발생했다.

 

그러나 BPDI는 이런 문제 없이 다른 모든 지수보다 우수한 성능을 보였다. 이 연구의 공동 저자 마리엘라 소토-베레로브 박사는 “이제까지 우리는 우주에서 해안 환경의 플라스틱을 탐지할 수 있는 도구를 갖추지 못했기 때문에 이번 연구는 매우 흥미롭습니다”라고 말했다. “위성 이미지는 넓고 외딴 지역을 정기적으로 포착할 수 있다는 점에서 큰 장점이 있습니다.” 플라스틱 잔해를 탐지하는 것은 여러 지속 가능성 개발 목표(SDG)를 계획하는 데 중요한 첫 단계이다.

 

BPDI가 계획대로 성과를 낸다면 이 목표들을 달성하는 새로운 방법이 될 수 있다. 다음 단계로는 실생활 시나리오에서 시스템의 유용성을 테스트할 예정이다. 이 논문은 Marine Pollution Bulletin 저널에 게재되었다.

 

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