Neue Studie zeigt: Buntes Mikroplastik heizt Atmosphäre auf

Mikroplastik ist nicht nur ein Problem für Meere und Tiere – neue Forschung deutet darauf hin, dass winzige Plastikteilchen in der Luft auch das Klima beeinflussen können. Sie können die Atmosphäre erwärmen, weil sie Sonnenlicht aufnehmen und die Energie anschließend als Wärme an die Luft abgeben.

In einer aktuellen Studie im Fachmagazin "Nature Climate Change" schätzen Forscher, dass Mikroplastik in der Luft im Durchschnitt ein Erwärmungspotenzial hat, das etwa 16 Prozent des Potenzials von Ruß erreicht – also feinen schwarzen Partikeln aus Verbrennung, die stark erwärmend wirken.

Dabei spielt die Farbe der Teilchen eine wichtige Rolle: Bei grünem Licht nimmt farbiges Plastik rund 75-mal so viel Sonnenenergie auf wie ungefärbter Kunststoff, wie die Forschungsgruppe um Hongbo Fu von der Fudan University in Shanghai und Drew Shindell von der Duke University in Durham (USA) ermittelt hat.

Eine wissenschaftliche Schätzung aus dem Jahr 2021 ging davon aus, dass Mikroplastik ohne Farbpigmente nur 0,044 Milliwatt pro Quadratmeter zur Erderwärmung beiträgt – also nur sehr gering. "Solche Schätzungen vernachlässigen jedoch die vielfältigen Farben von Kunststoffen in der Umwelt", schreiben die Studienautoren. Diese seien ein entscheidender Faktor. Die aufgenommene Energie strahlen die Partikel anschließend in die umgebende Luft ab und erwärmen so die Atmosphäre. Fu, Shindell und Kollegen untersuchten verschieden gefärbte Plastikteilchen in der Größenordnung von Mikrometern (Tausendstel Millimetern) und Nanometern (Millionstel Millimetern).

Diese Partikel analysierten die Forscher mit speziellen Verfahren, mit denen sie die Wechselwirkung der Teilchen mit Sonnenlicht charakterisieren konnten. Bei Licht mit einer Wellenlänge von 550 Nanometern (das entspricht grünem Licht) beträgt das durchschnittliche Erwärmungspotenzial in einer Luftsäule 

Anschließend simulierten sie in Computermodellen die weltweite atmosphärische Verteilung der Partikel.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass im Gegensatz zur Farbe die Art des Kunststoffs kaum eine Rolle spielt. Die Alterung des Plastiks verringert die Unterschiede zwischen den Farben, da weißer Kunststoff dazu neigt, zu vergilben und andere Farbpigmente, insbesondere rote, durch Sonneneinstrahlung zerfallen. 

Grundsätzlich trägt Ruß deutlich stärker zur Erwärmung bei als Mikroplastik. Die Studie fand aber große regionale Unterschiede: In der Luft über dem Nordpazifikwirbels ("Müllstrudel") liegt das Verhältnis des Erwärmungspotenzials von Mikroplastik zu Ruß etwa bei rund 470 Prozent. Andererseits ist das Erwärmungsprotenzial von Ruß über Westafrika, wo viel Biomasse verbrannt wird, mit 4,48 W/m2 erheblich höher als das von Mikroplastik (0,023 W/m2).

"Diese Ergebnisse legen nahe, dass luftgetragene Mikro- und Nanoplastikpartikel nicht nur ein Problem der Umweltverschmutzung darstellen, sondern potenziell einen neuen Klimafaktor bilden", schreibt Gilberto Binda von der University of Insubria im italienischen Varese in einem Kommentar zur Studie, ebenfalls in "Nature Climate Change". Die Studie zeige jedoch auch, dass die Unsicherheit bei den Angaben noch groß seien. Dennoch gelte: "Angesichts der weltweit weiter steigenden Produktion von Kunststoffen wird es immer dringlicher, deren Rolle in der Atmosphäre zu verstehen", unterstreicht Binda.

Andreas Stohl von der Universität Wien hält die Studie zwar für einen guten Anfang, bemängelt jedoch, dass die Unsicherheit der Zahlenwerte in der Studie unterschätzt würde: "Es gibt leider global nur sehr wenige Messdaten bezüglich der Konzentrationen von Mikro- und Nanoplastikpartikeln in der Atmosphäre, und die verschiedenen Mess- und Sammelmethoden führen oft zu unterschiedlichen Resultaten."

Johannes Quaas von der Universität Leipzig betonte, dass die Klimaauswirkungen von Mikroplastik auf dem ersten Blick klein seien im Vergleich zu Treibhausgasen – "aber immerhin in einer ähnlichen Größenordnung wie die aktuelle Wirkung etwa durch die Kondensstreifen des Flugverkehrs."