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AWI-Forscher in der Arktis Mehr Mikroplastik als je zuvor in arktischem Meereis

Mehr als 12.000 Mikroplastik-Teilchen pro Liter Meereis haben die Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes (AWI) in Eisproben aus fünf verschiedenen Regionen des Arktischen Ozeans gefunden. Die höchste bisher dort gemessene Menge.

Stand: 25.04.2018

AWI-Forscher entnehmen Proben an einem Schmelztümpel für Studie zu Mikroplastik im arktischen Eis | Bild: AWI/Mar Fernandez

Die Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) untersuchten Eisproben, die sie während Expeditionen mit dem Eisbrecher Polarstern im Frühling 2014 und im Sommer 2015 in fünf Regionen entlang der Transpolardrift und der Framstraße genommen hatten. Welch große Menge an Mikroplastik die Messungen im arktischen Eis ergaben, erstaunte selbst die Forschenden, so Ilka Peeke, Mitautorin der Studie.

"Die höchste Konzentration haben wir in der zentralen Arktis gefunden, wo ein unmittelbarer Eintrag von Flüssen ausgeschlossen werden kann. Wir hatten nicht damit gerechnet, dass die Partikel so weit transportiert werden."

Ilka Peeke, Autorin der AWI-Studie, veröffentlicht im Fachmagazin 'Nature Communications'

Arktische Eiskerne Schicht für Schicht untersucht

Was ist Mikroplastik?

Als Mikroplastik werden kleinste Plastikpartikel und -fasern – feste und unlösliche Kunststoffe – bezeichnet, die in Länge, Breite und Durchmesser zwischen wenigen Mikrometern bis unter fünf Millimeter liegen. Es wird unterteilt in primäres Mikroplastik wie sogenannte Basispellets, das Grundmaterial für die Plastikproduktion und Kunststoffe in der Kosmetik sowie in sekundäres Mikroplastik, das beim Zerfallen größerer Plastikteile entsteht.

Um genau herauszufinden, wie viel Mikroplastik sich wo im Eis verteilt, analysierten die Forscher die Eiskerne schichtenweise mit einem speziellen Fourier-Transform-Infrarot-Spektrometer (FTIR). Dieses Gerät, so das AWI, beleuchtet Mikropartikel mit Infrarotlicht und analysiert die von ihnen reflektierte Strahlung. Je nach Inhaltsstoff absorbieren und reflektieren die Teilchen unterschiedliche Wellenlängen. So lässt sich deren Substanz genau bestimmen, selbst winzigste Partikel mit nur elf Mikrometern. Die Forscher stellten fest, dass 67 Prozent der im Eis entdeckten Kunststoffpartikel der kleinsten Kategorie angehörten "50 Mikrometer und darunter".

"Das entspricht in etwa dem Sechstel-Durchmesser eines menschlichen Haares und war zudem der entscheidende Grund, warum wir mit über 12.000 Teilchen pro Liter Meereis zwei- bis dreimal so hohe Kunststoffkonzentrationen nachweisen konnten wie dies in einer früheren Untersuchung der Fall gewesen ist."

Gunnar Gerdts, AWI-Laborleiter und Experte für Mikroplastik und marinen Abfall

Mikropartikel aus Verpackungsmüll in der Arktis

Mehr als 12.000 Mikroplastik-Teilchen pro ein Liter Meereis

Durch die unterschiedliche Konzentration, Dichte und Verteilung der Partikel in den Eisproben konnten die Forscher den Weg des Plastiks in der Arktis verfolgen. So fanden sie in Eisschollen, die in den pazifischen Wassermassen des Kanadischen Beckens getrieben waren, besonders viele Partikel von Polyethylen, das vor allem für Verpackungen genutzt wird. Daher nehmen die Forscher an, dass diese Bruchstücke Überreste des sogenannten Nordpazifischen Müllstrudels zwischen Hawaii und Nordamerika sind. "Proben von Eisschollen im Kanadischen Becken enthielten sehr viel Kunststoff, der für Plastiktüten verwendet wird, die gerade in Nordamerika sehr verbreitet sind", erklärte Ilka Peeken.

Miktroplastik von Lacken und Zigarettenfiltern

Außerdem fanden sie in den sibirischen Randmeeren einen hohen Anteil an Lackpartikeln von Schiffsanstrichen und Nylonresten von Fischernetzen. "Diese Funde belegen, dass sowohl der zunehmende Schiffsverkehr als auch der Fischfang in der Arktis deutliche Spuren hinterlassen", unterstrich die Biologin. Insgesamt fanden die Wissenschaftler 17 verschiedene Kunststofftypen im Meereis, Die Verpackungsmaterialien Polyethylen und Polypropylen, Lacke, Nylon, Polyester und Celluloseacetat, das vor allem für Zigarettenfilter verwendet wird. Diese sechs Stoffe machten rund die Hälfte aller nachgewiesenen Mikroplastikpartikel aus.

Mikroplastik als "Futter" für Wimperntierchen und Ruderfußkrebsen

Was passiert, wenn der Ruderfußkrebs Mikropalstik frisst?

Da mehr als die Hälfte der im Eis eingeschlossenen Mikroplastikteilchen kleiner sei als ein zwanzigstel Millimeter, könnten sie auch "problemlos von arktischen Kleinstlebewesen wie Wimperntierchen, aber auch Ruderfußkrebsen gefressen werden", erklärte Peeken. Bisher könne niemand abschließend sagen, inwieweit die winzigen Kunststoffteile den Meeresbewohnern Schaden zufügten oder am Ende sogar Menschen gefährdeten. Aber: "Wir wissen aber inzwischen aus vielen Laborstudien, dass zum Beispiel Muscheln Entzündungsreaktionen und Fische Verhaltensänderungen zeigen", sagte Melanie Bergmann vom AWI, Mitautorin der Studie, die am 24. April 2018 im Fachmagazin "Nature Communication" veröffentlicht wurde. "Andere Tiere fressen und wachsen weniger und können sich weniger erfolgreich fortpflanzen."

Framstraße – "Eingangstor in den Arktischen Ozean"

Luftaufnahme: Forschungsschiff Polarstern auf Expedition im arktischen Meer

Die Framstraße ist ein Seeweg zwischen der Grönlandsee im Nordatlantik und der Wandelsee im Arktischen Ozean. Seit 1982 erforscht das AWI das Seegebiet. Durch die Framstraße zwischen Grönland und Spitzbergen strömt warmes atlantisches Wasser Richtung Norden. Das AWI bezeichnet die Framstraße als "Eingangstor in den Arktischen Ozean, durch die der Atlantische Ozean Wasser und Wärme in den Arktischen Ozean transportiert". Die Wärme führt dort unter anderem zur Meereisschmelze. Zudem ist die rund 600 Kilometer breite Framstraße ein wichtiges Gebiet für die globale Meereszirkulation. Die Forscher untersuchen auch, ob und wie das warme Atlantikwasser aus der Framstraße damit zu tun hat, dass die Gletscher an der Ostküste Grönlands schmelzen. Die Forscher vermuten, dass das warme Atlantikwasser unter die Eiszungen gelangt und so die Eismassen von unten schmilzen.


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