Mikroplastik in Sedimenten als geologischer Indikator für das Anthropozän
In einem aktuellen Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift Earth-Science Reviews legen Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) und der Universität Leicester dar, wie anthropogene Einflüsse die Sedimentation der Erde nachhaltig verändern. Die Forscher schlagen vor, Mikroplastikpartikel mit einer Größe zwischen 1 µm und 5 mm als maßgeblichen Marker für das Anthropozän – ein vorgeschlagenes neues Erdzeitalter, das durch den Menschen geprägt ist – zu nutzen.
Hintergrund: Die Debatte um das Anthropozän
Die geologische Zeitskala unterteilt die 4,567 Milliarden Jahre der Erdgeschichte in chronostratigraphische Einheiten, die durch spezifische Gesteinsmerkmale definiert sind. Aufgrund der massiven globalen Auswirkungen menschlichen Handelns wurde die Einführung des „Anthropozäns“ vorgeschlagen. Obwohl die wissenschaftliche Debatte über die offizielle Aufnahme in die International Chronostratigraphic Chart anhält – ein Vorschlag der Arbeitsgruppe wurde im März 2024 abgelehnt –, bleibt der menschliche Einfluss auf die Erdschichten unbestreitbar.
Mikroplastik als globaler Marker
Mikroplastik entsteht primär durch die Fragmentierung größerer Kunststoffobjekte durch Verwitterungsprozesse oder wird direkt in Form von Partikeln (etwa in Kosmetika) produziert. Zu den Quellen gehören unter anderem:
- Synthetische Textilfasern
- Landwirtschaftliche Kunststofffolien
- Fragmentierte Kunststoffabfälle
Aufgrund seiner geringen Größe ist Mikroplastik mobil: Es wird durch Wind über weite Distanzen transportiert und lagert sich weltweit in terrestrischen, limnischen und marinen Sedimenten ab. Diese globale Verbreitung, selbst fernab menschlicher Siedlungsgebiete, prädestiniert es als Referenzpunkt für geologische Untersuchungen.
Vorteile der Nutzung als geologisches Diagnosewerkzeug
Die Eignung von Mikroplastik als Marker für das Anthropozän ergibt sich aus mehreren Faktoren:
- Stabilität: In Sedimentschichten geschützt vor UV-Strahlung, Sauerstoff und thermischen Einflüssen, bleiben die Partikel über geologische Zeiträume hinweg weitgehend unverändert.
- Zeitliche Korrelation: Die Zusammensetzung der Polymere spiegelt die historische Kunststoffproduktion wider. Während ältere Schichten beispielsweise Bakelit enthalten können, zeigen jüngere Schichten die Verwendung moderner Kunststoffe.
- Dokumentation spezifischer Ereignisse: Die Forscher vermuten, dass anthropogene Zäsuren, wie die COVID-19-Pandemie (2020–2022), im Sediment ablesbar sind. Ein Anstieg von Partikeln aus Masken, Handschuhen und Verpackungen könnte als charakteristisches Signal in den entsprechenden Schichten fungieren.
Ausblick und Forschungsbedarf
Die Erstautorin der Studie, Dr. Juliana Ivar do Sul, betont die Notwendigkeit weiterer internationaler Untersuchungen. Ziel ist es, weltweit Sedimentkerne zu analysieren, um zu validieren, ob die Verteilung von Polymeren wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET) exakt mit der kommerziellen Produktionshistorie seit der Mitte des 20. Jahrhunderts korreliert. Zukünftige Studien sollen zudem die Vorhersagbarkeit der Partikelbewegung innerhalb der Sedimentschichten untersuchen, um Mikroplastik als verlässliches Instrument zur weltweiten Kartierung des Anthropozäns zu etablieren.