Mikroplastik in der Atmosphäre beeinflusst Wetter und Klima

Studie zeigt, dass sich Mikroplastik in der Atmosphäre ansammelt und Niederschlagsmuster und das Klima beeinflussen könnte. Diese Partikel würden die Bildung von Eiskristallen fördern, um die sich Regentropfen ansammeln. Dies deutet darauf hin, dass sie die Bildung von Wolken unter Bedingungen induzieren könnten, unter denen sie sich normalerweise nicht bilden würden, und ihre Fähigkeit, Regen zu produzieren und Sonnenlicht zu reflektieren, beeinflussen könnten.

Mikroplastik ist mittlerweile in unserer Umwelt allgegenwärtig, auch an Orten, die als die reinsten und unzugänglichsten auf dem Planeten gelten, wie dem Gipfel des Everest, den Tiefseegebieten der Antarktis und dem Marianengraben. Sie wurden auch in unserem Körper in besorgniserregenden Konzentrationen in unserem Gehirn und sogar in der Plazenta sowie in den meisten lebenden Organismen nachgewiesen.

Ein Teil des Mikroplastiks mit Durchmessern von weniger als 100 Mikrometern kann hoch in die Atmosphäre transportiert werden. Letztere wurden beispielsweise in Wolken auf Berggipfeln in China und Japan nachgewiesen. Studien deuten darauf hin, dass die atmosphärische Ablagerungsrate von Mikroplastik 10 Milligramm pro Tag und Quadratmeter überschreiten könnte.

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Als Teil der neuen Studie, detailliert im Journal
Umweltwissenschaft und -technologie LuftForscher der Pennsylvania State University (Penn State) zeigen, dass das Vorhandensein dieser Partikel in der Atmosphäre Auswirkungen auf die Wetterbedingungen und das Klima haben kann. Wie alle festen atmosphärischen Partikel würden sie die Wolkenbildung und damit Niederschlagsmuster sowie Klimaprognosen beeinflussen – ganz zu schweigen von der Flugsicherheit.

« Im Laufe der letzten zwei Jahrzehnte der Erforschung von Mikroplastik haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Mikroplastik überall vorkommt. Das ist also ein neues Puzzleteil. „, erklärt Miriam Freedman, Co-Hauptautorin der neuen Studie, in einer Pressemitteilung von Penn State. „ Nun ist klar, dass wir ihre Wechselwirkungen mit unserem Klimasystem besser verstehen müssen, da wir zeigen konnten, dass der Prozess der Wolkenbildung durch Mikroplastik ausgelöst werden kann ».

Vermehrte Bildung von Eiskristallen in Wolken

In den meisten gemäßigten Gebieten des Planeten sind die Spitzen vieler Wolken hoch genug, um den Teil der Atmosphäre zu erreichen, in dem kalte Luft einen Teil des darin enthaltenen Wassers gefriert. Die gebildeten Eiskristalle absorbieren dann den umgebenden Wasserdampf und bilden Flüssigkeitströpfchen, die schließlich mit zunehmendem Gewicht herunterfallen. Dieser als Nukleation bezeichnete Prozess verhindert, dass Wolken verdunsten und so Regen oder Schnee entstehen.

Während allgemein davon ausgegangen wird, dass Wasser bei 0 °C gefriert, können sich Eiskristalle bei viel niedrigeren Temperaturen bilden, ohne dass sich feste Partikel (Staub, Pollen, Bakterien usw.) um sie herum bilden können. Feste Partikel bilden eine Keimoberfläche, aus der sich Kristalle bilden können. Beispielsweise gefriert Wasser, das völlig frei von Feststoffpartikeln ist, bei -38 °C. „ Wenn Mikroplastik vorhanden ist, kann es zur Bildung von Eiskristallen kommen, die zu mehr Regen oder Schneefall führen können », Erklären die Forscher der neuen Studie in einem in The Conversation veröffentlichten Artikel.

Andererseits hängt die Menge des von Wolken reflektierten Sonnenlichts vom Anteil an flüssigem Wasser und Eis ab, den sie enthalten. Sie reflektieren einfallendes Sonnenlicht zurück in den Weltraum, was einen kühlenden Effekt hat. In geringer Höhe absorbieren sie jedoch einen Teil der von der Erdoberfläche ausgehenden Strahlung, was einen wärmenden Effekt hat. Das Team glaubt, dass, wenn Mikroplastik die Keimbildung von Eiskristallen fördert, dies die Fähigkeit von Wolken, Licht zu streuen, verändern und die Energiebilanz des Planeten unterstützen könnte.

Häufiger sintflutartige Regenfälle?

Um ihre Hypothese zu untersuchen, bewertete das Penn State-Team die Gefrierpunkte von Wassertröpfchen, die mit verschiedenen Arten von Mikroplastik kontaminiert waren, darunter Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und Polyethylenterephthalat (PET). . Die Forscher fanden heraus, dass die durchschnittliche Gefriertemperatur 5 bis 10 Grad höher war als die von Wassertropfen ohne Mikroplastik. Bei den meisten untersuchten Mikroplastiken erstarrten 50 % der Tröpfchen bei -20 °C. „ Es stellt sich heraus, dass, wenn man etwas Unlösliches einbringt, man einen Defekt in diesem Tröpfchen verursacht und es bei wärmeren Temperaturen zur Bildung von Eis führen kann “, erklärt Heidi Busse, Erstautorin der Studie.

Obwohl die genauen Auswirkungen dieser Partikel derzeit unklar sind, gehen Forscher davon aus, dass sie die Häufigkeit sintflutartiger Regenfälle erhöhen könnten. In einer Atmosphäre mit vielen Aerosolen würde sich das vorhandene Wasser stärker um die Partikel herum ansammeln. Dies sollte technisch gesehen die Niederschlagshäufigkeit verringern, „aber da die Tröpfchen erst fallen, wenn sie groß genug sind, sammeln Sie insgesamt mehr Wasser in der Wolke, bevor die Tröpfchen groß genug sind, um zu fallen, und daher kommt es zu stärkeren Niederschlägen, wenn sie kommen.“ “ Freedman glaubt.

Eine durch die Alterung der Umwelt bedingte Auswirkung

Die Forscher weisen außerdem darauf hin, dass die Umweltalterung, ein photochemischer Abbau, den Aerosolpartikel im Laufe der Zeit erfahren, die Art und Weise, wie Partikel mit Gasen und Dämpfen in der Atmosphäre interagieren, erheblich verändern kann. Das Team simulierte die Umweltalterung der vier Mikroplastiken, indem es sie Licht, Ozon und Säuren aussetzte, die häufig in der Atmosphäre vorkommen.

Alle getesteten Partikel waren in der Lage, Eis zu bilden. Allerdings verringerte die Alterung durch die Umwelt die Keimbildungsfähigkeit von LDPE, PP und PET. Andererseits erhöhte es die Keimbildungskapazität von PVC, wahrscheinlich aufgrund geringfügiger Veränderungen in seiner Struktur. Das Team plant demnächst zu untersuchen, wie auch üblicherweise für Kunststoffe verwendete Additive diese Keimbildungskapazität beeinflussen könnten.

Quelle: Environnemental Science & Technology Air