Microplastics zijn meer dan een vervelende plaag die de aarde teistert. Het lijkt erop dat ze ook impact hebben op het weer en het klimaat.
Je hebt het ongetwijfeld al eens ergens gelezen: microplastics zijn overal, op de top van de Mount Everest en in de diepte van de Marianentrog, in de maag van zeeschildpadden, de wortels van planten en in onze eigen longen. En natuurlijk dwarrelen ze ook door de lucht. Dat blijft niet zonder gevolgen hebben onderzoekers van Penn State University nu aangetoond. De microplastics bevorderen de vorming van ijskristallen in wolken. Zo beïnvloeden ze mogelijk neerslagpatronen, weersvoorspellingen en klimaatmodellen.
Een stukje van de plasticpuzzel
Miriam Freedman, hoogleraar scheikunde aan Penn State, vertelt: “In de afgelopen twintig jaar hebben wetenschappers ontdekt dat microplastics overal zijn, en dit is nóg een stukje van die puzzel. Het is nu duidelijk dat we meer moeten weten over de interactie van de plastics met ons klimaatsysteem, want we hebben aangetoond dat wolkvorming door microplastics getriggerd kan worden.”
In een gecontroleerde laboratoriumomgeving onderzochten de onderzoekers wat er gebeurde als vier verschillende soorten microplastics – lage dichtheid-polyetheen (LDPE), polypropyleen (PP), polyvinylchloride (PVC) en polyethyleentereftalaat (PET) – in kleine waterdruppels werden gehangen en langzaam afkoelden. Ze konden zo zien hoe de microplastics de ijsvorming beïnvloedden.
Sneller bevroren
Wat bleek: de gemiddelde temperatuur waarbij de druppels bevroren lag 5 tot 10 graden hoger dan bij druppels zonder microplastics. Normaal gesproken bevriest een waterdruppel in de atmosfeer bij ongeveer -38 graden Celsius. Elke soort afwijking in de waterdruppel, of dat nu stof, bacteriën of microplastics zijn, kan een structuur bieden waar ijskristallen zich omheen vormen, waardoor de waterdruppel al bij hogere temperaturen bevriest.
“Bij onze tests was 50 procent van de druppels bevroren bij -22 graden voor de meeste geteste plastics”, vertelt onderzoeker Heidi Busse. “Als je iets onoplosbaars toevoegt, introduceer je een defect in de druppel, waardoor ijsvorming bij hogere temperaturen kan plaatsvinden.”
Wat deze ontdekking betekent voor ons weer en klimaat is nog niet helemaal duidelijk, maar het lijkt erop dat microplastics nu al impact hebben. Veelvoorkomende wolken, zoals de cumulus-, stratus- en nimbuswolken, bevatten bijvoorbeeld een combinatie van vloeibaar en bevroren water en zijn wijdverspreid in de atmosfeer. Daar kunnen microplastics al veel invloed op hebben.
Zwaardere buien
“Als luchtdrukpatronen ervoor zorgen dat een druppel omhoog wordt getild en afkoelt, kunnen microplastics mogelijk weerpatronen beïnvloeden en ijs in wolken vormen”, aldus Freedman. “In een vervuilde omgeving met veel meer aerosolen zoals microplastics, wordt het beschikbare water verdeeld over veel meer aerosoldeeltjes, waardoor kleinere druppels rond elk deeltje ontstaan. Wanneer je meer druppels hebt, valt er minder regen, maar omdat druppels pas regen vormen zodra ze groot genoeg zijn, verzamelt de wolk meer water voordat de druppels vallen, wat leidt tot zwaardere regenval.”
Over het algemeen koelen wolken de aarde af door zonnestralen te weerkaatsen, maar bepaalde wolken op specifieke hoogten kunnen juist warmte vasthouden en zo een opwarmend effect hebben. De verhouding tussen vloeibaar water en ijs in wolken is daarbij bepalend. Als microplastics invloed hebben op de vorming van wolken, hebben ze dus waarschijnlijk ook invloed op het klimaat, al is het nog heel moeilijk om hun totale effect in kaart te brengen.
Heftigere stormen
“Het feit dat microplastics de vorming van ijs kunnen versnellen, heeft verstrekkende gevolgen, maar we weten nog niet precies wat die gevolgen zijn”, aldus Busse. “We kunnen dit op veel verschillende niveaus bekijken. Het kan bijvoorbeeld leiden tot krachtigere stormen, maar ook veranderingen veroorzaken in lichtverstrooiing, wat een veel grotere impact op ons klimaat kan hebben.”
Klein lichtpuntje: veroudering van de microplastics bleek een gunstig effect te hebben. De onderzoekers simuleerden het verouderingsproces door de plasticdeeltjes bloot te stellen aan licht, ozon en zuren om zo te zien of dit hun vermogen om ijs te vormen veranderde. Alle plastics konden nog steeds ijs vormen, maar door de veroudering ging dat wel minder goed. Enkel bij PVC verbeterde veroudering juist het vermogen om ijs te vormen, waarschijnlijk door kleine veranderingen aan het oppervlak.
Nog veel leren
Al is nog veel onduidelijk over de precieze effecten. “We weten dat de volledige levenscyclus van de plastic voorwerpen die we dagelijks gebruiken de fysieke en optische eigenschappen van wolken kan veranderen, en daardoor op een of andere manier het klimaat kan beïnvloeden, maar we moeten nog veel leren over wat ze precies doen”, besluit Busse.
