Dieser offenen Frage ging ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universität Wien und des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen, Deutschland, mithilfe einer Kombination von Laborexperimenten und Modellsimulationen nach. Dabei wurde zunächst experimentell ermittelt, wie schnell sich Mikroplastikfasern in der Atmosphäre absetzen.

"Überraschenderweise gab es bisher kaum Daten über die Dynamik von Mikroplastikfasern in der Luft", sagt Mohsen Bagheri vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, der die Laborexperimente leitete: "Dieser Mangel an Daten ist weitgehend darauf zurückzuführen, dass es schwierig ist, kontrollierte und wiederholbare Experimente mit so kleinen Partikeln in der Luft durchzuführen. Doch dank der Fortschritte im 3D-Druck mit Submikrometer-Auflösung und der Entwicklung eines neuartigen Versuchsaufbaus, mit dem wir die einzelnen Mikroplastikpartikel in der Luft verfolgen können, konnten wir diese Wissenslücke schließen", so Bagheri.

Die Forscher und Forscherinnen implementierten dann ein Modell, das den Absetzungsprozess von faserförmigen Partikeln beschreibt, in ein globales atmosphärisches Transportmodell. Die Unterschiede zu kugelförmigen Partikeln waren dramatisch: Fasern mit einer Länge von bis zu 1,5 mm konnten in dem Modell die entlegensten Orte der Erde erreichen, während sich kugelförmige Partikel derselben Masse viel näher an den jeweiligen regionalen Quellen der Kunststoffpartikel absetzten.

Daria Tatsii von der Universität Wien betont: "Mit den neuartigen Laborexperimenten und der Modellanalyse konnten wir die Unsicherheiten über den atmosphärischen Transport von Fasern deutlich verringern und endlich erklären, warum Mikroplastik sehr weit entfernte Regionen des Planeten erreicht. Ein wichtiges Ergebnis der Studie ist, dass unsere Analyse nicht nur auf Mikroplastik, sondern auch auf alle anderen Partikel wie Vulkanasche, Mineralstaub, Pollen usw. anwendbar ist."

Hoch hinaus

Zudem zeigte sich, dass Kunststoff-Fasern viel größere Höhen in der Atmosphäre erreichen können als bisher angenommen. Andreas Stohl von der Universität Wien, der die Studie initiiert hat, kommentiert: "Dies könnte sich auf die Prozesse der Wolkenbildung und sogar auf das stratosphärische Ozon auswirken – schließlich erscheint es durchaus möglich, dass reichlich Mikroplastikfasern in der oberen Troposphäre vorhanden sind und sogar die Stratosphäre erreichen könnten und es ist nicht auszuschließen, dass das in diesen Partikeln enthaltene Chlor die Ozonschicht schädigt."