英格蘭西南方的普利茅斯港已經從英國的觀光城鎮名單上除名了。在「二戰」之前，這個港市還具備資格。1941年3月和4月里的六個夜晚，納粹空襲炸毀了七萬五千棟房屋，如今稱之為「普利茅斯大轟炸」。遭到摧毀的市中心在戰後重建，一排排現代的混凝土建築疊加在普利茅斯蜿蜒的石板路巷道上，這座城市的中世紀歷史也被掩埋在記憶里。
然而，普利茅斯的歷史主要還是在城市邊緣，也就是普利姆河與泰馬河交會形成的天然港口，兩條河川在此匯流之後，流入英吉利海峽與大西洋。這裡正是清教徒移民向美洲出發的普利茅斯港。他們漂洋過海之後，將他們在美洲登陸的地方同樣命名為普利茅斯，以茲紀念。庫克船長三度航向太平洋的探險船隊，都是從這個港口出發的。弗朗西斯·德瑞克爵士的環球航行旅程，也是從這裡開始的。1831年12月27日，英國皇家小獵犬號從普利茅斯港起航，船上就載著年僅二十一歲的達爾文。
普利茅斯大學的海洋生物學家李察·湯普森常在普利茅斯港邊散步，遙想這裡的歷史，尤其是在冬天，當沿著港灣的沙灘上都空無一人時。只見一名身材頎長的男子，穿著牛仔褲、靴子、藍色防風夾克和拉鏈羊毛衫，光禿禿的腦袋上沒有戴帽子，修長的指頭也沒有戴手套，一個人彎著身子，撥弄沙灘上的沙子。湯普森的博士論文，是研究像笠螺和濱螺這種軟體動物愛吃的那種黏黏的物質：硅藻、藻青菌、海藻和攀附在海草上的細小植物。人們知曉湯普森並不是因為他對海洋生物的研究，而是他對原本不屬於海洋卻愈來愈多的東西的研究。
20世紀80年代，他還在大學念書時就開始做一件事，不過當時他並不知道這後來會成為他的終生志業。每年秋天，他都響應英國的全國清灘運動，利用周末在利物浦組織分隊清理海灘。到了大學的最後一年，一百七十名隊員在約一百四十千米長的海灘上，清理出好幾噸垃圾。除了一些顯然是從船上掉落的物品之外，像是希臘的海鹽罐、義大利的調味瓶等等，從標籤來判斷，其他的漂流物都是由愛爾蘭往東被風吹過來的垃圾。同理，瑞典的海岸就成了接收英國垃圾的地方。任何包裹，只要裡面有足夠的空氣可以浮上海面，似乎都循著風向漂流，而在這個緯度，風正好都是往東吹。
不過，體積較小、較不明顯的碎片，顯然是受到海里洋流的牽制。湯普森每年在彙整清潔隊的報告時，發現常見的瓶瓶罐罐與廢棄輪胎，似乎體積都愈變愈小。於是他跟另外一名學生開始沿著海岸淺灘搜集沙粒，篩選找出不是天然物品的小顆粒，然後放在顯微鏡底下觀察，試圖找出這些東西究竟是什麼。可是這個工作很棘手，他們的樣本通常都太小，無法認定這些東西來自什麼瓶子、玩具或器皿。
大學畢業之後，他轉往紐卡斯爾念研究所，還是持續每年的清灘工作。拿到博士學位後，他來到普利茅斯任教，當時繫上剛買了一台傅立葉轉換紅外光譜儀，這個儀器可以發射微光束穿過物質，然後以測得的紅外光譜跟已知物質的資料庫比對，便可查知此物質為何。這讓湯普森能了解眼前看到的究竟是什麼，卻更令他憂心。
「你知道這是什麼東西嗎？」湯普森走過普利姆河灣靠近入海口的沿岸。再過幾個鐘頭，滿月就要升起，潮水退了將近兩百米，露出一大片平坦的沙洲，上面零星散布著猩藻與扇貝。一陣微風吹過潮水的表面，山上成排住屋的倒影輕輕顫動。湯普森彎下腰，看著波浪舔舐過的沙灘，浪頭邊緣在淺灘上留下來的一排垃圾，有些什麼是可以辨識的物品。大捆大捆的尼龍繩、針筒注射器、沒有蓋子的塑料食品盒、只剩一半的船用浮筒、聚苯乙烯包裝材料如碎石般的殘骸，還有像彩虹般多彩多姿的瓶蓋，數量最多的是棉花棒的各色塑料棍。還有一種，外表形狀一致的奇怪小東西，他經常考問別人這是什麼東西。他抓起一把沙子，在小樹枝與海草纖維之中，暗藏著十幾、二十個藍綠色的塑料小圓柱顆粒，高度大約只有兩毫米。
「這些東西是合成樹脂顆粒，是塑料製品的原料，這些小顆粒熔解之後，就可以做出各種東西。」他向前走了幾步路，又撈起了滿手沙，這一次有更多相同的塑料顆粒，淡藍色、綠色、紅色、棕褐色的。據他估計，每一捧沙子里就有百分之二十是塑料，其中至少有三十個是這種塑料顆粒。
「這幾年，幾乎在每一座沙灘上都可以看到這種東西，顯然是從某間工廠里流出來的。」然而，附近卻沒有任何塑料工廠。這些小顆粒一定是乘著洋流漂流，經過長距離的跋涉，在風與潮汐的收集下，最後才在這裡上岸，並按大小排列整齊。
在湯普森位於普利茅斯大學的實驗室里，研究生馬克·布朗從透明封口袋裡拿出用錫箔紙包裝的沙灘樣本，仔細打開來。這是國外同僚寄過來檢驗的樣本。他先將樣本放進玻璃分離漏斗，注滿濃縮的海鹽溶劑，讓塑料顆粒浮上來。接著他又分離出一些他認為可以辨識的東西，例如無所不在的彩色棉花棒棍子，放在顯微鏡下檢驗。若真的是很不尋常的東西，就得仰賴傅立葉轉換紅外光譜儀。
每次檢驗都要花一個鐘頭才能完成。結果，其中大約三分之一是天然纖維，如海草，另外三分之一是塑料，剩下的三分之一則是不知名物質。也就是說這些不知名物質，在現有的聚合物資料庫里還找不到匹配的數據，可能是顆粒在水裡浸泡太久導致顏色分解，也可能是顆粒太小以至於儀器無法辨識。這個儀器所能分析的最小碎片為二十微米，大概比人類的頭髮還要細一點而已。
「這表示，我們低估了塑料品的數量。實際上，我們不知道還有多少塑料在海里。」
我們只知道，現在的塑料要比以前多出很多。20世紀初，普利茅斯的海洋生物學家艾利斯特·哈帝發明了一種工具，可以拖在南極探測船後面，深入海平面十米以下的水域，搜集磷蝦樣本。磷蝦是一種跟螞蟻差不多大、像蝦子一樣的無脊椎動物，幾乎是地球食物鏈的最底層。到了20世紀30年代，他改良這種工具，以用於採集體積更小的浮游生物。新的工具是用葉輪翻轉一條絲製的帶子，有點像是公共洗手間里的紙巾抽取機那種裝置，它能從穿過絲巾的海水中過濾出浮游生物。每一卷絲巾可以搜集約五百海里（九百二十六千米）的樣本。哈帝說服了英國的商船公司，利用商船拖著這個浮游生物連續記錄器，在北大西洋的商船航道穿梭，幾十年下來，搜集了龐大的資料庫，可謂價值連城。而他也因為對海洋科學的貢獻，被授予爵位。
他在不列顛群島附近收集到很多樣本，無法一一檢驗，只能每兩個分析一次。幾十年後，那些樣本還存放在普利茅斯一間有氣候調控的倉庫里。湯普森發現這些樣本都成了時間膠囊，記載著污染是如何與日俱增的。於是他選擇了兩條從蘇格蘭北邊出發的路線所採集到的樣本，一條通往冰島，一條通往設得蘭群島，都是有固定採樣的航道。他的研究團隊仔細端詳散發出濃厚化學防腐劑氣味的絲巾軸，尋找古老的塑料品。他們不用檢驗「二戰」之前的樣本，因為在此之前，塑料製品幾乎還不存在，除了用於電話與無線電的酚醛樹脂。不過電話及無線電都是耐用的器具，還不至於淪落到垃圾鏈里。至於拋棄式的塑料包裝材料根本還未發明。
可是到了20世紀60年代，塑料顆粒的種類變多，數量也明顯增加。到了90年代，樣本里採集到的顆粒，有亞克力、聚酯纖維與其他人工合成聚合物的碎屑，數量比三十年前高出三倍。更令人擔心的是，哈帝的浮游生物記錄器是在海平面下十米採集到懸浮在水中的塑料顆粒，而塑料又大多浮在水面上，換句話說，這些還只是水裡的一小部分而已。不只是海洋里的塑料數量增多，顆粒的體積似乎也愈來愈小，小到足以跟隨全球洋流漂浮。
湯普森的研究團隊發現，如同海浪與潮汐日復一日洗刷海岸，從而將岩石磨成沙灘的緩慢機械作用，如今也發生在塑料身上。那些在浪頭上載沉載浮、體積最大也最顯眼的物品，漸漸愈變愈小。然而，就算這些塑料都磨成了小碎屑，也沒有出現任何生物降解的跡象。
「我們推測塑料會愈磨愈小，最後變成某種粉末。可是我們也發現，它們的體積愈來愈小，所製造的問題卻會愈來愈大。」
他聽過那些恐怖的故事。像是海獺誤食半打盛放罐裝啤酒的聚乙烯塑料環，不幸噎死。天鵝與海鷗死於尼龍網或釣魚線。夏威夷的綠海龜死後，人們在它肚子里發現了一把扁梳、一段三十厘米的尼龍繩和玩具卡車的車輪等。他個人最恐怖的經驗是研究被衝到北海沿岸的暴風鸌屍體，其中百分之九十五的肚子里都有塑料製品，平均每隻鳥的肚子里有四十四片。如果按照比例推估，相當於一個人吃掉了二點三千克的塑料。
我們無從得知是不是塑料導致這些鳥類死亡，不過應該八九不離十，因為有很多案例都是因為無法消化的大型塑料塊堵塞了它們的腸胃。湯普森進一步推斷，如果大型塑料碎片都分解成小顆粒，那麼小型