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Umwelt+Natur

Plastik in der Tiefsee: Auch nach 20 Jahren nicht abgebaut

Plastik
Quarkpackung neben Manganknollen in mehr als 4000 Metern Wassertiefe. (Bild: ROV-Team/GEOMAR)

Selbst in den entlegensten Ozeanbereichen wimmelt es von Plastikmüll und Mikroplastik. Wie lange dieser Kunststoff in der Tiefsee überdauern kann, belegen nun Zufallsfunde aus dem Pazifik: In 4150 Meter Tiefe stießen Forscher auf einen Quarkbecher und eine Plastiktüte, die schon seit mehr als 20 Jahren am Meeresgrund liegen. Trotz dieser langen Zeit zeigten die Kunststoffe aber keine Anzeichen von chemischem oder biologischem Abbau.

Die Menschheit produziert pro Jahr mehr als 400 Millionen Tonnen Plastik – für Kunststoffobjekte aller Art, aber auch für Verpackungen, Getränkeflaschen und andere nur kurz genutzte Alltagsobjekte. Als Folge gelangt ein großer Teil dieses Plastiks in die Umwelt und vor allem ins Meer. Dort sammeln sich Flaschen, Tüten und Co in gewaltigen Müllstrudeln, viele Plastikteile sinken aber auch auf den Meeresgrund ab oder werden zu Mikroplastik zerkleinert.

Zufallsfund am Grund des Pazifiks

Doch Kunststoffe sind sehr beständig und werden kaum biologisch abgebaut. Und auch der Einfluss von UV-Strahlung oder chemischen Faktoren auf die Polymere des Plastiks, ist nur in Teilen bekannt, denn dies kann sich je nach Umwelt und Material unterscheiden. Entsprechend wenig wissen Wissenschaftler bisher darüber, wie lange Plastikmüll beispielsweise am Meeresgrund erhalten bleibt. Das liegt auch daran, dass man selbst bei möglicherweise älteren Plastikfunden oft nicht feststellen kann, wann sie in den Ozean gelangt sind. Plastikteile, die zufällig mit Hilfe von Tiefseerobotern oder Tauchbooten gefunden werden, sind daher kaum datierbar.

Das aber war bei einem Zufallsfund anders, den Stefan Krause vom GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel und seine Kollegen im Pazifik vor der Küste Perus gemacht haben. Dort hatten sie im Rahmen einer Forschungsexpedition untersucht, wie gut sich der Meeresgrund und die Tiefsee-Ökosysteme von Eingriffen wie dem Tiefseebergbau erholen können. Im Jahr 19989 war dafür ein Stück Meeresboden in 4150 Meter Tiefe durchgepflügt worden, seither wird dieses DISCOL-Testgebiet immer wieder beprobt und untersucht. Als Krause und sein Team bei der jüngsten Expedition den Meeresgrund mit einem Tauchroboter beprobten, sammelte dieser auch einige Müllteile vom Boden auf.

Plastiktüte und Quarkbecher

Eines dieser Fundobjekte war eine Plastiktüte, in die eine Cola-Dose eingewickelt war. „Die Dose aus Aluminium alleine wäre in der Tiefsee längst korrodiert. Aber sie war so dicht im Inneren der Plastikmülltüte eingewickelt, dass sie sich erhalten hat“, erklärt Krauses Kollege Matthias Haeckel. Das Besondere jedoch: Die Cola-Dose gehörte zu einer Sonderedition, die nur anlässlich des Davis-Cups 1988 verkauft wurde – dadurch konnten die Forscher ihr Alter und das der Plastiktüte bestimmen. Bei einem zweiten geborgenen Objekt handelte es sich um einen Quarkbecher aus deutscher Produktion, der zwischen 1990 und 1999 verkauft worden sein muss – auch dieses Plastikteil konnte damit zeitlich eingeordnet werden.

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„Da das Gebiet nicht in der Nähe wichtiger Schifffahrtsrouten liegt, ließen sich die Plastiktüte und die Quarkverpackung den ersten DISCOL-Expeditionen 1989 und 1992 oder 1996 zuordnen“, sagt Haeckel. Mit andern Worten: Erstmals hatten die Forscher Plastikmüllteile in der Tiefsee gefunden, bei denen sie ziemlich genau sagen konnten, seit wann diese im Meer liegen. Das bot ihnen die seltene Chance, den Zustand dieser Kunststoffteile genau zu untersuchen. Mithilfe des lasergestützten Verfahrens der Ramanspektroskopie analysierten Krause und seine Kollegen, ob und wie sich die Polymere von Quarkbecher und Plastiktüte in ihrer Zeit am Meeresgrund verändert hatten.

Keine Anzeichen für einen Abbau

„Dabei zeigte sich, dass weder die Tüte noch die Quarkpackung Zeichen von Fragmentierung oder sogar Abbau in ihre Bestandteile aufwiesen“, sagt Krause. Das Polyethylen der Tüte zeigte keinerlei Anzeichen für eine chemische oder physikalische Degradierung. Auch beim Quarkbecher aus Polystyrol mit einer PET-Beschichtung fanden die Wissenschaftler keine Abbauspuren. Sogar die aufgedruckte Beschriftung war noch gut lesbar. Und auch ein dichter Biofilm aus Tiefseemikroben hatte dem Plastik offenbar nichts anhaben können: „Es ist offensichtlich, dass die mikrobielle Zersetzung die Stabilität der Polymere nicht beeinträchtigt hat – selbst nach mehr als zwei Jahrzehnten in der Tiefsee nicht“, sagen die Forscher.

Insgesamt bietet die Studie damit erstmals einen wissenschaftlich fundierten Anhaltspunkt über das Schicksal von Plastik auf dem Tiefseeboden. Die Ergebnisse zeigen, dass Kunststoffe offenbar mehrere Jahrzehnte, wahrscheinlich sogar Jahrhunderte bis Jahrtausende in den tiefen der Ozeane überdauern. Das bedeutet, dass kommende Generationen noch lange mit den Spuren unserer Umweltverschmutzung konfrontiert sein werden.

Quelle: GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel; Fachartikel: Scientific Reports, doi: 10.1038/s41598-020-66361-7

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