Mikroplastik wirkt sich auf die Wolkenbildung aus und beeinflusst damit wahrscheinlich auch Wetter und Klima

Wissenschaftler haben Mikroplastik in einigen der ursprünglichsten Regionen der Erde entdeckt, von den Tiefen des Marianengrabens über den Schnee des Mount Everest bis zu den Wolken auf den Gipfeln der Berge in China und Japan.

Mikroplastik wurde auch in menschlichen Gehirnen, in den Bäuchen von Meeresschildkröten und in den Wurzeln von Pflanzen nachgewiesen. Neue Forschungsergebnisse zeigen nun, dass Mikroplastik in der Atmosphäre das Wetter und das Klima beeinflussen kann.

Wie kann Mikroplastik das Wetter beeinflussen?

Die Studie zeigt, dass Mikroplastik als eisbildende Partikel fungiert, also als mikroskopisch kleine Aerosole, die die Bildung von Eiskristallen in Wolken begünstigen.

Das bedeutet, dass Mikroplastik einen Einfluss auf Niederschlagsmuster, Wettervorhersagen, Klimamodelle und sogar die Flugsicherheit haben kann, indem es die Art und Weise beeinflusst, wie Eiskristalle in der Atmosphäre Wolken bilden, erklärte Miriam Freedman, Chemieprofessorin an der Penn State und Autorin des Artikels.

In den letzten zwei Jahrzehnten der Forschung über Mikroplastik haben die Wissenschaftler entdeckt, dass es überall vorkommt – dies ist also ein weiteres Teil des Puzzles. Freedman sagt: „Es ist jetzt klar, dass wir besser verstehen müssen, wie es mit unserem Klimasystem interagiert, denn wir konnten zeigen, dass der Prozess der Wolkenbildung durch Mikroplastik ausgelöst werden kann.“

Die Labortests waren überzeugend

In der kontrollierten Umgebung des Labors untersuchten die Forscher die Gefrieraktivität von vier verschiedenen Arten von Mikroplastik: Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und Polyethylenterephthalat (PET). Das Team suspendierte die vier Kunststoffarten in kleinen Wassertropfen und kühlte die Tropfen langsam ab, um zu beobachten, wie das Mikroplastik die Eisbildung beeinflusste.

Sie stellten fest, dass die durchschnittliche Temperatur, bei der die Tröpfchen gefroren, 5–10 Grad wärmer war als die von Tröpfchen ohne Mikroplastik. Normalerweise gefriert ein atmosphärisches Wassertröpfchen ohne Defekte bei etwa minus 38 ºC, erklärte Heidi Busse, Doktorandin an der Penn State und Hauptautorin des Artikels.

Jede Art von Defekt im Wassertropfen, sei es Staub, Bakterien oder Mikroplastik, kann dem Eis etwas geben, um das herum es sich aufbauen – oder einen Kern bilden – kann. Diese winzige Struktur reicht aus, um das Wassertröpfchen bei wärmeren Temperaturen zum Gefrieren zu bringen.

Was diese Entdeckung für den Zustand des Wetters und des Klimas bedeutet, ist noch nicht ganz klar, erklärte Freedman, aber sie deutet darauf hin, dass Mikroplastik wahrscheinlich bereits Auswirkungen hat.

Die Forscherin fügt hinzu, dass Mischphasenwolken, wie Kumulus-, Stratus- und Nimbuswolken, eine Kombination aus flüssigem und gefrorenem Wasser enthalten. Diese Wolken können in der gesamten Atmosphäre verstreut sein, einschließlich der klassischen „Ambosswolken“, die sich bei Gewittern bilden.

Im Allgemeinen kühlen Wolken die Erde ab, indem sie die Sonnenstrahlung reflektieren, aber bestimmte Wolken in bestimmten Höhen können eine wärmende Wirkung haben, indem sie dazu beitragen, die von der Erde ausgestrahlte Energie zurückzuhalten, erklärt Freedman. Die Menge an flüssigem Wasser im Vergleich zur Menge an Eis ist wichtig, um zu bestimmen, inwieweit die Wolken eine wärmende oder kühlende Wirkung haben.

Wenn Mikroplastik die Bildung von Mischphasenwolken beeinflusst, so Freedman, ist es wahrscheinlich, dass es sich auch auf das Klima auswirkt, aber es ist äußerst schwierig, seine globale Wirkung zu modellieren.

Nachrichten-Referenz:
Busse H., Ariyasena D., Orris J., et al. Pristine and Aged Microplastics Can Nucleate Ice through Immersion Freezing. Environmental Science and Technology: Air (2024).