Mikroplastik może przedostawać się do chmur i wpływać na pogodę

Mikroplastiki to maleńkie kawałeczki tworzyw sztucznych o rozmiarze mniejszym niż 5 milimetrów. W wielu badaniach potwierdzono ich obecność w powietrzu, wodzie, jak i glebie. Wszechobecny kontakt z tworzywami sztucznymi powoduje, że ich fragmenty przedostają się też do naszych organizmów. Malutkie drobinki tworzyw sztucznych znajdowane są we krwi, w płucach czy sercach. Generalnie mikroplastik może gromadzić się we wszystkich narządach, także w mózgu i może powodować zmiany w zachowaniu.

W nowych badaniach naukowcy z Pennsylvania State University ustalili, że mikroplastik wpływa też na tworzenie się chmur, co może przekładać się na wzorce opadów czy modelowanie klimatu, choć pełne skutki tego procesu pozostają nieznane. Opis oraz rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "ACS ES&T Air".

– Przez ostatnie dwie dekady badań nad mikroplastikami naukowcy odkryli, że są one wszędzie, więc to jest kolejny element tej układanki – mówi Miriam Freedman z Pennsylvania State University, współautorka publikacji. – Teraz jest jasne, że musimy lepiej zrozumieć, w jaki sposób oddziałują one na nasz system klimatyczny, zwłaszcza że udało nam się wykazać, że proces tworzenia się chmur może być wyzwalany przez mikroplastiki – dodaje.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Naukowcy badali w kontrolowanym środowisku w laboratorium, jak zachowują się podczas zamrażania cztery różne rodzaje mikroplastiku: polietylen o niskiej gęstości (LDPE), polipropylen (PP), polichlork winylu (PVC) i politereftalan etylenu (PET). Uczeni dodali drobinki tych tworzyw sztucznych do kropelek wody i powoli je schładzali. Okazało się, że średnia temperatura, w której kropelki zamarzały, była o 5-10 stopni wyższa niż w przypadku kropelek wody bez mikroplastiku.

Zazwyczaj kropla nieskażonej niczym wody atmosferycznej zamarza w temperaturze około minus 38 stopni Celsjusza. Ale każde zanieczyszczenie obecne w kropli wody, czy to kurz, bakterie czy mikroplastik, może sprzyjać formowaniu się kryształków lodu. Ta maleńka struktura wystarczy, aby wywołać zamarzanie kropli wody w wyższych temperaturach.

– W przypadku naszych mikroplastików 50 proc. kropelek zamarzło w temperaturze minus 22 stopni Celsjusza. To dotyczy większości badanych plastików – wskazuje Heidi Busse z Penn State, główna autorka publikacji. – Okazuje się, że jeśli wprowadzisz coś nierozpuszczalnego do kropli wody, wprowadzasz do niej defekt, co może sprzyjać tworzeniu się lodu w cieplejszych temperaturach – dodaje.

Co to odkrycie oznacza, nie jest do końca jasne, ale sugeruje, że mikroplastiki prawdopodobnie już wywierają na nas wpływ przez pogodę. Chmury, takie jak cumulusy, stratusy czy nimbusy zawierają mieszaninę wody i lodu i są szeroko rozpowszechnione w całej atmosferze. – Kiedy kropla unosi się do atmosfery i ochładza, to wtedy mikroplastik może wpływać na wzorce pogodowe i tworzyć lód w chmurach – wyjaśnia Freedman. – W zanieczyszczonym środowisku z wieloma cząsteczkami mikroplastików, dostępna woda rozprowadzana jest między wiele innych cząsteczek aerozoli, tworząc mniejsze kropelki wokół każdej z nich. Kiedy jest więcej małych kropelek, spada mniej deszczu, a ponieważ krople opadają tylko wtedy, gdy są wystarczająco duże, zbiera się więcej wody w chmurze. W rezultacie otrzymujemy intensywniejsze opady, gdy już nastąpią – dodaje.

Chmury mają też zdolność ochładzania Ziemi, odbijając promieniowanie słoneczne, ale niektóre chmury na pewnych wysokościach mogą mieć przeciwny efekt, pomagając w uwięzieniu energii emitowanej z Ziemi. Ilość wody w porównaniu z ilością lodu jest ważna w określeniu, w jakim stopniu chmury będą miały efekt ocieplenia lub ochłodzenia.

– Fakt, że mikroplastiki mogą sprzyjać tworzeniu się lodu w chmurach, ma daleko idące skutki, ale nie jesteśmy jeszcze do końca pewni, jakie. Możemy myśleć o tym na wielu różnych poziomach, nie tylko w kategoriach silniejszych burz, ale także zmian w rozpraszaniu światła, które mogą mieć znacznie większy wpływ na nasz klimat – podkreśla Busse.

Naukowcy zauważyli również, że naturalne procesy fotochemiczne, których doświadczają cząsteczki aerozoli z biegiem czasu, mogą znacząco zmienić sposób, w jaki cząsteczki te oddziałują z gazami i oparami w atmosferze. Badacze wystawiali mikroplastiki na działanie światła, ozonu i kwasów, aby sprawdzić, czy zmieni to ich zdolność do tworzenia lodu. Dostrzegli, że wszystkie testowane tworzywa sztuczne mogą tworzyć lód, ale procesy fotochemiczne ogólnie zmniejszają zdolność LDPE, PP i PET do tworzenia lodu. Jeśli chodzi o PVC, to procesy fotochemiczne zwiększają zdolność drobin z tego plastiku do tworzenia lodu ze względu na niewielkie zmiany na jego powierzchni wywołane wspomnianymi procesami.

Naukowcy zamierzają teraz skupić się na różnych związkach powszechnie dodawanych do tworzyw sztucznych, takich jak chociażby plastyfikatory, żeby ustalić, jak mogą wpływać na tworzenie się chmur i szerzej na ziemską atmosferę.

Źródło: Pennsylvania State University