Mikroplastik beeinträchtigt die CO2-Aufnahme der Ozeane

Zwischen einem Viertel und einem Drittel des Kohlendioxids, das Menschen jedes Jahr verursachen, nimmt der Ozean auf. Dafür braucht es weder von uns gebaute Maschinen noch angepflanzte Wälder – der Ozean erledigt diese Aufgabe auf seine eigene, seit jeher bestehende Weise.

Einen entscheidenden Anteil daran haben Organismen, die so klein sind, dass sie mit blossem Auge nicht sichtbar sind: Phytoplankton.

Dabei handelt es sich um einzellige Algen, die in den oberen Meeresschichten treiben und mithilfe der Photosynthese Sonnenlicht und CO2 in Sauerstoff sowie Zucker umwandeln.

Phytoplankton gehört zu den wichtigsten Lebensformen der Erde. Doch im Meer trifft es inzwischen auf etwas, das seine Arbeit beeinträchtigt.

Mikroplastik findet sich heute überall im Ozean – selbst in den abgelegensten Bereichen des offenen Meeres auf der Erde.

Eine neue, von der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) geleitete Studie untersuchte deshalb, wie sich all dieses Plastik tatsächlich auf die Fähigkeit der Ozeane auswirkt, Kohlenstoff aufzunehmen.

Geleitet wurde die Untersuchung von Francesca Verones vom Fachbereich Energie- und Verfahrenstechnik der NTNU.

Winzige Partikel, vielfältige Schäden

Die Forschenden werteten Phytoplanktondaten aus Klimazonen weltweit aus und verknüpften sie mit Laborergebnissen dazu, wie Mikroplastik das Wachstum von Algen beeinflusst.

Auf dieser Grundlage berechnete das Team, welche Folgen unterschiedliche Kunststoffkonzentrationen für die Kohlenstoffaufnahme haben – sowohl auf regionaler als auch auf globaler Ebene.

„Der Ozean hat eine entscheidende Funktion bei der Aufnahme von Kohlenstoff aus der Atmosphäre. Zwischen 25 und 30 Prozent des gesamten vom Menschen verursachten CO2 werden vom Ozean aufgenommen“, sagte Verones.

„Phytoplankton ist für diesen Vorgang von grosser Bedeutung. Was geschieht also, wenn Mikroplastik im Meer das Plankton beeinträchtigt?“

Die Antwort lautet: Es passieren mehrere Dinge – und keines davon ist positiv.

Einige Kunststoffe, insbesondere PVC, wirken unmittelbar giftig auf Algen. Andere verhindern, dass Sonnenlicht weit genug in tiefere Wasserschichten gelangt, und begrenzen dadurch die Photosynthese.

Mikroplastik kann Algenzellen zudem physisch verletzen oder oxidativen Stress auslösen, der ihre Funktionsweise stört.

Besonders gefährdete Regionen trifft es am stärksten

Der beunruhigendste Befund betrifft die geografische Verteilung.

Dort, wo Mikroplastik die Kohlenstoffaufnahme am stärksten schädigt, ist diese Aufnahme zugleich besonders wichtig: in trockenen und tropischen Zonen.

Für diese Gebiete errechneten die Forschenden, dass Mikroplastik die Kohlenstoffaufnahme in ariden Regionen um 25.000 Tonnen jährlich und in tropischen Regionen um 48.000 Tonnen pro Jahr verringern könnte.

„Wir müssen berücksichtigen, dass die Menge an Mikroplastik im Ozean fortlaufend zunimmt“, sagte Verones.

„Jeder Kunststoff, der in der Natur entsorgt wird, gelangt letztlich ins Meer. Die Konzentrationen werden also weiter steigen.“

Das Gesamtbild

Die Studie gehört zu einem umfassenderen, von der EU finanzierten Projekt, das die Auswirkungen von Plastik auf die Ozeane mithilfe einer sogenannten Lebenszyklusanalyse untersucht.

Dieser Ansatz verfolgt den ökologischen Fussabdruck eines Produkts von der Herstellung über die Nutzung bis zur Entsorgung und seinem schliesslichen Zerfall.

Ziel ist es, Umweltprobleme nicht länger einzeln zu betrachten, sondern ihre Zusammenhänge sichtbar zu machen.

Die dreifache planetare Krise

Das Projekt umfasst drei Bereiche. Einer untersucht, wie Kunststoff die marine Biodiversität schädigt – etwa weil Tiere ihn verschlucken, sich darin verfangen oder dadurch körperlich verletzt werden.

Ein zweiter Bereich analysiert, wie schwimmender Plastikmüll invasive Arten über die Ozeane verbreitet und Organismen in Gewässer transportiert, die sie auf natürlichem Weg niemals erreichen würden.

Der dritte Bereich – diese Studie – befasst sich mit den Folgen von Plastik für Ökosystemleistungen, beginnend mit der Kohlenstoffaufnahme.

Diese drei Bereiche entsprechen dem, was die UN als „dreifache planetare Krise“ bezeichnet: Klimawandel, Verlust der biologischen Vielfalt und Umweltverschmutzung.

Oft werden sie als voneinander getrennte Herausforderungen behandelt, mit eigenen Budgets und eigenen Gipfeltreffen. Im realen Ozean sind sie jedoch ein und dasselbe Problem: Sie betreffen gleichzeitig dasselbe Wasser und dieselben Organismen.

Weiterreichende Bedeutung der Studie

Dies ist die erste Untersuchung, die gezielt berechnet, wie Plastik die Kohlenstoffaufnahme der Ozeane beeinflusst, und dieses Ergebnis in eine Lebenszyklusanalyse einbezieht.

Dass dies erst jetzt geschieht, ist ein stilles Zeugnis dafür, wie stark die Umweltforschung bislang in getrennten Bereichen arbeitete und die Krisen rund um Plastik, Kohlenstoff und Biodiversität voneinander abkoppelte.

Phytoplankton wird leicht übersehen. Es ist unsichtbar und lebt weit entfernt von den meisten Orten, denen Menschen Aufmerksamkeit schenken.

Seine Leistung – Photosynthese, die in Milliarden mikroskopisch kleiner Zellen in den Weltmeeren abläuft – bleibt völlig unbemerkt, solange nichts daran zu versagen beginnt.

Doch etwas beginnt daran zu versagen. Anders als ein sich wandelndes Klima oder eine veränderte Meeresströmung ist dies ein Problem, das wir selbst herstellen und Tag für Tag ins Meer bringen.