Die Menge an Mikroplastik im Südlichen Ozean wurde bislang deutlich unterschätzt | Polarjournal
Im Februar und März 2021 entnahm das Forschungsteam 17 Wasserproben aus dem südlichen Weddellmeer, um die Mikroplastik-Konzentration zu untersuchen. Foto: Clara Leistenschneider

Die Verschmutzung des Südlichen Ozeans mit Mikroplastik wurde bislang deutlich unterschätzt, wie Forschende der Universität Basel und des Alfred-Wegener-Instituts zeigen.  

Alle 17 Wasserproben, die das Forschungsteam während einer Expedition mit dem deutschen Forschungseisbrecher Polarstern aus dem Südlichen Weddellmeer entnahm, wiesen im Vergleich zu früheren Untersuchungen eine deutlich höhere Konzentration an Mikroplastik auf. Die neue Studie erschien in Science of the Total Environment

«Grund dafür ist die Art der Beprobung, die wir durchgeführt haben», erklärt Clara Leistenschneider, Doktorandin am Departement Umweltwissenschaften der Universität Basel und Erstautorin der Studie, in einer Pressemitteilung der Universität.

Clara Leistenschneider (links) und Forschungsgruppenleiterin Prof. Dr. Patricia Holm nach der Probennahme am Probentank, bevor das Wasser filtriert wird. Foto: Patricia Holm, Universität Basel

Während in früheren Studien die Probennahme meist mithilfe von Netzen erfolgte, die nur die Partikel einfangen, die größer sind als 300 Mikrometer, entnahmen Clara Leistenschneider und ihr Team mithilfe einer Pumpe Wasserproben, die sie an Bord  filtrierten. Diese Methode erlaubte es ihnen, auch kleinere Partikel und Fasern zu erfassen. Für ihre Studie konzentrierten sie sich auf Mikroplastik mit einer Größe zwischen 11 und 500 Mikrometern. 

Ihre Analysen ergaben, dass 98,3 % der Partikel und Fasern kleiner sind als 300 Mikrometer. Somit ist früheren Untersuchungen der größte Teil des Mikroplastiks bei der Probennahme entgangen.

Diese Ergebnisse sind sehr besorgniserregend, denn je kleiner Plastikpartikel sind, umso giftiger könnten sie mehreren Studien zufolge für die Meeresorganismen sein. Beispielsweise kann Nanoplastik, also noch kleinere Partikel, die Entwicklung und das Verhalten von Krill ändern, da die Partikel in Gewebe eindringen und die Blut-Hirn-Schranke überwinden.

Links: Das Untersuchungsgebiet liegt im Südlichen Weddellmeer (schwarzes Rechteck), das von dem Weddellwirbel (gelb) beeinflusst wird. Entlang des antarktischen Kontinentalschelfs strömt die Antarctic Slope Current (Antarktische Hangströmung, rot). Rechts: Das Untersuchungsgebiet im Detail. Die Proben 1 und 2 wurden nördlich des Kontinentalschelfs entnommen, die Proben 3 – 17 auf dem Kontinentalschelf. Abbildung: Leistenschneider et al. 2024

Das Ausmaß der Verschmutzung war in den zwei Offshore-Proben, die nördlich des Kontinentalhangs genommen wurden, mit rund 260 Mikroplastikpartikeln pro Kubikmeter am größten. Alle anderen Proben stammen vom Kontinentalschelf und enthielten zwischen 0,5 und 56 Mikroplastikpartikel pro Kubikmeter. Selbst die Probe, die die Forschenden in einem Spalt zwischen dem Brunt-Eisschelf und dem kürzlich gekalbten Eisberg A74 entnahmen, enthielt rund 19 Partikel pro Kubikmeter.
Die am häufigsten gefundenen Polymertypen sind Polypropylen (PP) und Polyamid (PA).

Die Polymerzusammensetzung des gefundenen Mikroplastiks und die Konzentration von Partikeln (links) und Fasern (rechts). Abbildung: Leistenschneider et al. 2024

Diese großen Unterschiede in den Konzentrationen zwischen den Offshore-Proben und den anderen 15 können die Forschenden nicht mit Sicherheit erklären. Sie vermuten, dass in Küstennähe die Plastikpartikel vom Eis gebunden werden und erst bei der Eisschmelze wieder ins Wasser gelangen. 

Meeresströmungen — unter anderem die Antarctic Slope Current, die entlang des Kontinentalschelfs in westlicher Richtung strömt — könnten auch eine Rolle spielen. «Sie könnten wie eine Barriere wirken und den Wasseraustausch zwischen Norden und Süden verringern», sagt Gunnar Gerdts, Wissenschaftler am Alfred-Wegener-Institut auf Helgoland, in der Pressemitteilung.

Im Rahmen der aktuellen Studie konnten die Wasserproben nur nahe der Wasseroberfläche entnommen werden. Um aber die Rolle der Meeresströmungen zu untersuchen, sei es entscheidend, auch tiefere Wasserschichten zu beproben, «da sich die Tiefenströmungen stark von den Oberflächenströmungen unterscheiden und es durch die thermohaline Zirkulation zum Austausch mit Wassermassen aus nördlichen Regionen kommt», so Clara Leistenschneider.

Über die Herkunft des Mikroplastiks können die Forschenden ebenfalls nur spekulieren. Als mögliche Quellen nannten sie Schiffe aus Tourismus, Fischerei und Forschung. Ob Mikroplastik die Region je wieder verlassen kann, ist fraglich, denn der Antarktische Zirkumpolarstrom ist eine mächtige Barriere.

Trotz der alarmierenden Ergebnisse sagt Clara Leistenschneider: «Die Forschung zum Thema hat das Bewusstsein für die Probleme, die durch Mikroplastik für die Umwelt und alle Lebewesen entstehen, in den letzten Jahren deutlich gesteigert.» Es gebe zwar keine allumfassende Lösung, aber weltweit arbeiten verschiedene Akteure intensiv daran, das Problem besser zu verstehen und innovative Ideen zu entwickeln, um die Plastikverschmutzung zu reduzieren. «Zudem kann ein umweltbewusstes Verhalten jedes Einzelnen positive Veränderungen herbeiführen.»

Julia Hager, Polar Journal

Link zur Studie: Clara Leistenschneider, Fangzhu Wu, Sebastian Primpke, Gunnar Gerdts, Patricia Burkhardt-Holm: Unveiling High Concentrations of Small Microplastics (11–500 μm) in Surface Water Samples from the Southern Weddell Sea off Antarctica, Science of the Total Environment (2024). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172124

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