Dem Meer unter die (Mikroplastik)-Haut gehen
Der Umfang der wissenschaftlichen, politischen und medialen Berichterstattung rund um Kunststoff in den Meeren und Gewässern kann eine nicht zu leugnende Wahrheit nur schlecht verbergen: Zum gegenwärtigen Zeitpunkt haben wir noch kaum die Oberfläche all jener durch diese Anhäufung von Kunststoffen auslösten Kettenreaktionen angekratzt. Nehmen wir nur die Mikroschicht der Meeresoberfläche. Diese nur einen Millimeter dicke Barriere zwischen Wasser und Atmosphäre, die man durchaus als die Haut des Meeres betrachten könnte, mag im Vergleich zu den unermesslichen Weiten der Welt darunter nicht nach etwas Besonderem aussehen, aber in Wirklichkeit ist sie eine wichtige Grenzfläche zwischen beiden Umgebungen. In der Mikroschicht der Meeresoberfläche finden wesentliche physikalische, chemische und biologische Austauschprozesse statt, während sich die große Vielfalt der dort lebenden Organismen (Fischeier, Larven, Bakterien, wirbellose Kleinstarten und Algen) mehr und mehr mit Kunststoffen geringer Dichte vermischen. Störung im empfindlichen Gleichgewicht der Mikroschicht der Meeresoberfläche „Wir wissen, dass sowohl natürliche organische Stoffe als auch vom Menschen verursachte Verunreinigungen im Vergleich zu den darunter liegenden Wasserschichten in der Mikroschicht der Meeresoberfläche bis zu hundertfach höher angereichert werden können. Was wir jedoch vor unserem Projekt nicht wussten, ist, wie sich die zunehmenden Mengen von Mikroplastik und organischem Material gegenseitig beeinflussen und die wichtigen Funktionen der Mikroschicht der Meeresoberfläche beeinträchtigen können“, erläutert Prof. Steven Loiselle, Koordinator von POSEIDOMM, im Namen der Universität Siena. Wo wissenschaftliche Erkenntnisse bisher eher knapp ausfielen, erkundete POSEIDOMM die Auswirkungen von Mikroplastik auf die Mikroschicht der Meeresoberfläche. Das Team erforschte seine Auswirkungen auf die Produktion von organischem Material, den Abbau dieser organischen Stoffe als potenzielle Nettoquelle für CO2 in der Atmosphäre sowie andere durch Mikroplastik bedingte Veränderungen in der molekularen Zusammensetzung der Mikroschicht der Meeresoberfläche. Zu diesem Zweck kombinierte das Konsortium kontrollierte Experimente im Labor (microPOSEIDOMM) an verschiedenen Wasserproben mit einem weltweit erstmals durchgeführten, großtechnischen In-situ-Mesokosmosexperiment (mesoPOSEIDOMM), das Mikroplastik im Fokus hat. Laut Dr. Luisa Galgani, der Hauptforscherin des Projekts, besteht eine der wichtigsten Erkenntnisse des Projekts darin, auf welche Weise „bei in Oberflächengewässern vorhandenem Mikroplastik der kombinierte photochemische und mikrobielle Abbau von organischen Aggregaten zu einer weiteren Senkung der Sauerstoffkonzentrationen führt. Tatsächlich ergab eine gemeinsame Beobachtung aller unserer Mikrokosmosexperimente im Vergleich zu Kontrollproben eine signifikante Reduzierung der Sauerstoffkonzentration bei Vorhandensein von Mikroplastik.“ Diese Experimente deuten darauf hin, dass Mikroplastikteilchen im Meer als örtliche begrenzte Hotspots mikrobieller Aktivität wirken. Da diese Kunststofffragmente niedriger Dichte lange Zeit auf der Oberfläche des Meeres verbleiben können, kann diese Anhäufung dort die Erzeugung, den Verbrauch und den Austausch von Gasen innerhalb der Mikroschicht der Meeresoberfläche beeinträchtigen. Es muss weiter geforscht werden! Dr. Galgani zufolge hat dies mögliche Folgen für die Respiration im Meer, die weiter untersucht werden müssen. Und obgleich die Ergebnisse der Mesokosmosstudie noch nicht veröffentlicht sind, gibt das Team bekannt, dass sie den Handlungsbedarf und das Erfordernis zusätzlicher Studien noch stärker verdeutlichen werden. Was die zukünftige Forschung betrifft, so suchen die Mitglieder des Konsortiums gegenwärtig nach neuen Möglichkeiten. Sie möchten ihre Anstrengungen auf Feldquantifizierung und -überwachung, experimentelle Studien zu Anreicherungsprozessen und Modelle der Verweilzeit von Kunststoff in der Mikroschicht der Meeresoberfläche konzentrieren sowie die Erforschung der Auswirkungen der verschiedenen Kunststoffsorten in einer Vielzahl von aquatischen Umgebungen, von Flussbettsedimenten und -böden bis hin zu Meer- und Süßwasser, noch weiter voranbringen.
Schlüsselbegriffe
POSEIDOMM, SML, Oberfläche, Mikroschicht, Mikroplastik, CO2, Sauerstoff, Respiration des Meeres