Wie sich die Ausbreitung von Wassermassen auf Transportwege auswirkt

Meeresmikroplastik (1 μm–5 mm Durchmesser) ist ein immer drängenderes Problem, da es in der Umwelt lange überdauert (>100 Jahre) und Auswirkungen auf die darin lebenden Organismen hat, insbesondere da Meeresströmungen die Partikel sogar über weite Entfernungen transportieren Polarbecken erreichen.

Oft wird dieses Mikroplastik an Stränden angeschwemmt und vermischt sich mit den uns bekannten Sandstränden, bestimmte Gebiete sind jedoch zu besonderen Brennpunkten für Mikroplastikverschmutzung geworden. Bekanntlich gibt es „Müllflecken“, die mit den fünf subtropischen Meereswirbeln (Kreisströmungen im Nord- und Südatlantik, im Nord- und Südpazifik und im Indischen Ozean) verbunden sind und auf denen Millionen Quadratkilometer Mikroplastik an der Oberfläche schwimmen.

Frühere Studien deuten darauf hin, dass jährlich 15,6 Billionen Partikel zur weltweiten Treibhausmüllkrise beitragen.

Neue Forschung veröffentlicht In Grenzen in der Meereswissenschaft hat sich auf die Strände der Kanarischen Inseln, beliebte Touristenorte in Spanien, konzentriert und die mögliche Herkunft und Transportwege von Mikroplastik sowohl über Meeresbecken als auch durch die Wassersäule untersucht, bis sie schließlich an diesen Stränden angeschwemmt werden.

Bezeichnenderweise liegen die Kanarischen Inseln innerhalb des subtropischen Wirbels des Nordatlantiks sowie auf dem direkten Weg des vom Oberflächenwind angetriebenen Kanarischen Stroms. Vier von Norden nach Nordosten ausgerichtete Strände im gesamten Archipel wurden auf großräumige (>100 km) und mesoskalige (10–100 km) Transportmechanismen untersucht: Playa Grande (Teneriffa), Playa de Famara (Lanzarote). , Playa Lambra (La Graciosa) und Arenas Blancas (El Hierro).

Diese Strände sind bekannt für Probleme mit Meeresmüll mit über 100 g Plastik/m2 und 3.000 Partikeln/m2.

Dr. Daura Vega-Moreno, Assistenzprofessorin an der Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Spanien, und Kollegen konzentrierten sich insbesondere auf die Geschwindigkeit der Strömungen im Breitengradbereich 27°–32° N über einen Zeitraum von mehreren Jahren und deren Auswirkungen Transport von Meeresschutt durch die Wassersäule im offenen Ozean.

Ein Fokus auf das offene Meer ist wichtig, da sich die Faktoren, die den Transport von Mikroplastik beeinflussen, von denen entlang der Küsten unterscheiden, wo sich letztere im Allgemeinen auf Dichte, Größe und Form beziehen und daher nach Wind und Wellen sortiert werden, wobei das kleinste und leichteste Material weiter ins Landesinnere transportiert wird.

Umgekehrt spielen bei offenen Gewässern die innere Zusammensetzung des Kunststoffs und sein Abbauzustand eine weitere wichtige Rolle, außerdem die Temperatur der Wassersäule, die Konvektion und der Coriolis-Effekt (Luftablenkung nach rechts auf der Nordhalbkugel und nach links auf der Südhalbkugel).

Das Forschungsteam nutzte Daten aus zahlreichen Projekten, bei denen seit 2017 Mikroplastikpartikel in den Ozean freigesetzt wurden, und überwachte den Fortschritt mithilfe meeresbasierter Technologien sowie direkter Probenahmen der Wassersäule während einer Forschungskreuzfahrt.

Nach der Verarbeitung wurde dann ein Mikroskop verwendet, um jede Art von Meeresmüll zu identifizieren, insgesamt 260 Mikroplastikfragmente und -fasern. Alle diese Daten wurden anschließend in einer Modellierungssoftware verwendet, um die Flugbahnen von der Quelle bis zur Senke am Strand zu bestimmen und Verbreitungskarten zu erstellen.

Dr. Vega-Moreno und Kollegen identifizierten eine Wassertiefe von 200 m als Schlüsselansammlungsfenster sowohl für Fragmente als auch für Fasern, während eine Wassertiefe von 1.100 m ein kritischer Punkt für eine hohe Ansammlung von Fragmenten sowohl <200 μm als auch >200 μm ist. Während Ersteres möglicherweise auf natürliches Absinken durch die Wassersäule zurückzuführen ist, hängt Letzteres wahrscheinlich teilweise mit dem Fluss des Mittelmeerwassers zusammen, dem Ausfluss mit hohem Salzgehalt aus der Straße von Gibraltar.

Diese Wassermasse sinkt unter dem Nordatlantischen Zentralwasser auf den Meeresboden im Atlantikbecken bis zu einer Tiefe von 1.000–1.200 m und verteilt sich in Richtung der Kanarischen Inseln. Es ist bekannt, dass das Mittelmeer, aus dem das Wasser stammt, eine hohe Konzentration sowohl an großen Plastikteilen als auch an Mikroplastik aufweist. Schätzungen zufolge entfallen allein auf das Mittelmeerbecken bis zu 10 % der weltweiten Meeresverschmutzung durch Plastik.

Kleine Mikroplastikpartikel (<1 mm) und solche, die abgeflacht oder zersetzt sind, werden wahrscheinlich in dieser absinkenden Wassermasse mitgerissen und daher über weite Strecken durch das Meeresbecken in die Tiefe transportiert.

Die Beurteilung der Transportwege von Mikroplastik im Meer und damit der Orte, an denen es an Land gespült werden kann, ist wichtig für gezielte Entfernungstechniken sowie für die Abmilderung der Folgen für Meeres- und Küstenbiota. Diese Forschung verdeutlicht die Rolle, die tiefere Wassermassen bei der Ausbreitung der Plastikverschmutzung spielen müssen. Daher ist die weitere Arbeit an den Standorten mittlerer (~1.000 m) bis tiefer Wasserbildung (>2.000 m) von entscheidender Bedeutung, insbesondere da dies auch Polarregionen umfasst.

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