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Ozeane sind Senken für atmosphärisches Mikroplastik

Laut einer aktuellen Studie des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie (MPI-M) fungieren die Weltmeere als Senke für winzige Plastikpartikel, die sich in der Luft befinden. Demnach setzen sich rund 15 Prozent in der Atmosphäre enthaltene Kunststoffpartikel in den Ozeanen ab. Die neuen Erkenntnisse könnten nach Ansicht des Forscherteams dazu beitragen, Strategien zur Eindämmung globaler Mikroplastikemissionen zu verbessern, etwa indem diese sich auf landbasierte Mikroplastikquellen konzentrieren.
 

Das Forschungsteam am MPI-M hat mithilfe eines globalen atmosphärischen Transport-Modells gezeigt, dass Ozeane eine wichtige Senke für Mikroplastikpartikel darstellen und damit mehr Mikroplastik aus der Luft aufnehmen, als sie in die Atmosphäre abgeben. Mikroplastik in der Atmosphäre wurde bereits an verschiedenen Orten nachgewiesen, wobei die Konzentrationen von dicht besiedelten Regionen hin zu abgelegenen Gebieten abnehmen. Jüngste Studien mit Berechnungen auf der Grundlage physikalischer Mechanismen haben laut den Forschenden des MPI-M jedoch gezeigt, dass der Transfer von Mikroplastik aus der Meeresgischt in die Atmosphäre deutlich geringer ist als es in früheren Studien berechnet wurde, die in sogenannten inversen Modellierungen die Quellen von Mikroplastik aus Messungen der atmosphärischen Konzentrationsverteilung abgeleitet hatten. Um die globale Verteilung von Mikroplastik in der Atmosphäre zu simulieren und den Transport der Partikel zu bewerten, legten die Forschenden des MPI-M für ihre Studie diese niedrigen Emissionsraten aus dem Ozean aus den jüngsten Studien in einem dreidimensionalen Modell zugrunde. Das Modell mit dem Namen MOZART-4 - Modell für Ozon und verwandte Spezies, Version 4, wurde am National Center for Atmospheric Research (NCAR) im US-amerikanischen Boulder im Bundesstaat Colorado entwickelt und soll sich besonders für Untersuchungen der Troposphäre, also der untersten Schicht der Erdatmosphäre, eignen. Mit Hilfe des Modells wurde die räumliche Ausbreitung von Mikroplastik über geografische Gebiete hinweg und dessen Verteilung in verschiedenen Höhenlagen untersucht. Zur Validierung der Ergebnisse wurden die Modellkonzentrationen mit 146 Feldbeobachtungen aus zahlreichen früheren Studien verglichen. Auch die globale Verteilung der Ablagerungsraten von Mikroplastikpartikeln wurde laut Studie berechnet.
 
Die höchsten Ablagerungsraten treten den Ergebnisses zufolge im Osten Nordamerikas, in Europa und in Südostasien auf. Bevölkerte Gebiete stellen demnach in der Regel eine Quelle für Mikroplastik in der Atmosphäre dar, während die Ozeane als Senke fungieren. Die größten Senken befinden sich der Studie zufolge in den Küstenregionen, da sich die größten und schwersten Mikroplastikpartikel mit einer Größe von 5 bis 70 Mikrometern aufgrund ihrer begrenzten Auftriebskraft überwiegend in küstennahen Gebieten absetzen. Kleinere und leichtere Partikel können in der Atmosphäre dagegen in weit entfernte Regionen wie etwa bis in die Arktis oder Antarktis transportiert werden. Infolgedessen weisen Küstengebiete laut den validierten Modellberechnungen im Vergleich zu offenen Ozeanen auch höhere Mikroplastikkonzentrationen in den Sedimenten auf. Unter den in der Studie zugrunde gelegten Annahmen wird die berechnete globale Emission von Mikroplastikpartikeln auf etwa 10 Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt und zu 97 Prozent auf Quellen an Land zurückgeführt. Diese landbasierten Quellen werden laut Studie vor allem durch menschliche Aktivitäten gespeist wie etwa durch Mobilität, industrielle Produktion und gewerbliche Aktivitäten und zu einem geringen Anteil von rund drei Prozent durch vom Wind verwehte Mikroplastikpartikel. Etwa 85 Prozent der Mikroplastikpartikel lagern sich laut den Ergebnissen auf dem Kontinent ab, rund 15 Prozent landen im Ozean. Die Ablagerung in den Polarregionen, die laut Studie vor allem die kleinsten Partikel mit einer Größe von 0,5 bis 1,5 Mikrometer betrifft, macht etwa 3 Prozent aus.
 
Zusammenfassend zeigen die Modellsimulationen der globalen Verteilungen von Mikroplastikpartikeln auf der Grundlage niedriger Emissionswerte aus dem Ozean laut den Autoren, dass die Ozeane nur etwa 0,008 Prozent der atmosphärischen Mikroplastikemissionen verursachen, sie als Senke aber eine entscheidende Rolle spielen. Auf der Grundlage dieser neuen Erkenntnisse halten sie eine Neubewertung der Strategien zur Verringerung der Umweltverschmutzung durch Mikroplastik für erforderlich.
 
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