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Mikroplastik könnte zum Zeitstempel der Menschheit werden
Spuren im Schlamm: Winzige Plastikreste in Seen, Flüssen und Meeren könnten eines Tages verraten, wann und wie Menschen ihre Umwelt verändert haben. Eine neue Forschungsübersicht zeigt, welche Kunststoffarten sich als geologische Zeitmarken eignen könnten. Doch dafür muss zunächst geklärt werden, wie zuverlässig die Partikel in ihren ursprünglichen Sedimentschichten bleiben.
Warnemünde (Deutschland). Sedimente sind ein Archiv der Umweltgeschichte: Was sich auf dem Grund von Seen, Flüssen und Meeren ablagert, kann noch lange danach von vergangenen Ereignissen erzählen. Neben natürlichen Stoffen finden Geologen dort zunehmend winzige Kunststoffreste. Diese könnten künftig helfen, menschliche Eingriffe zeitlich genauer einzuordnen.
Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts hat die Kunststoffproduktion weltweit stark zugenommen. Zugleich hinterließen Atomwaffentests radioaktive Stoffe wie Plutonium, die als Vergleichsmarken für diese Phase der Erdgeschichte dienen. Der vorgeschlagene Name Anthropozän bezeichnet den tiefgreifenden Einfluss des Menschen. Als offizielles Erdzeitalter wurde er 2024 jedoch abgelehnt.
Forscher des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) um Dr. Juliana Ivar do Sul haben nun ausgewertet, wie sich Mikroplastik zur zeitlichen Gliederung solcher Ablagerungen nutzen ließe. Ihre Übersichtsarbeit verbindet frühere Sedimentuntersuchungen mit einem neuen Ordnungsschema für unterschiedliche Kunststoffe. Eine neue weltweite Messkampagne war die Untersuchung nicht.
Als Mikroplastik gelten hier Partikel zwischen einem Mikrometer und fünf Millimetern Größe. Sie entstehen etwa durch den Zerfall größerer Gegenstände oder werden bereits in dieser Größe hergestellt. Weil verschiedene Kunststoffsorten zu unterschiedlichen Zeiten aufkamen und sich unterschiedlich verbreiteten, könnte ihre Zusammensetzung im Sediment Hinweise auf die Entstehungszeit einer Schicht liefern.
Dafür unterscheidet das Team drei mögliche Arten von Zeitmarken: Veränderungen der Menge einzelner Kunststoffe, die Entwicklung verwandter Kunststofftypen und das erste oder letzte Auftreten bestimmter Materialien. Ein solches Muster könnte mehr über die jüngste Umweltgeschichte verraten als die bloße Frage, ob Plastik vorhanden ist. Es wäre jedoch kein überall gleichzeitig einsetzender Zeitstempel.
Frühere Untersuchungen liefern erste Anhaltspunkte. In der japanischen Beppu-Bucht zeichnet ein Sedimentarchiv über 75 Jahre den Anstieg von Kunststofffragmenten während des industriellen Booms nach. In der chinesischen Xiamen-Bucht spiegeln die Ablagerungen auch Veränderungen der Abwasserbehandlung wider. Die neue Arbeit ordnet diese Befunde ein, statt sie als eigene Messungen auszugeben.
Sogar die zahlreichen Masken und Einwegprodukte während der Covid-19-Pandemie könnten eines Tages eine charakteristische Spur in Sedimenten hinterlassen. Noch handelt es sich dabei aber um eine Erwartung, nicht um einen bereits weltweit bestätigten geologischen Nachweis.
„Der nächste Schritt für internationale Forschungsgruppen besteht darin, Sedimentkerne weltweit zu analysieren, um zu überprüfen, ob die Verteilung bestimmter Polymere wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polyethylenterephthalat (PET) in den Sedimentschichten den zeitlichen Verlauf ihrer kommerziellen Produktion seit Mitte des 20. Jahrhunderts genau widerspiegelt“, erklärt Dr. Juliana Ivar do Sul.
Doch ein entscheidendes Problem bleibt: Mikroplastik kann noch nach seiner Ablagerung im Sediment wandern. Strömungen, Porenwasser und Tiere, die den Untergrund durchwühlen, vermischen ältere und jüngere Schichten. Dadurch können Partikel scheinbar in einer Zeit auftauchen, in der der betreffende Kunststoff noch gar nicht hergestellt wurde.