Wissenschaftler um Shea Cheatham werteten dafür Satellitendaten aus den Jahren 2002 bis 2022 aus. Wie sie im Fachjournal Communications Earth & Environment berichten, trat das beobachtete blaugrüne Farbmuster in Computersimulationen mit Mikroplastik mehr als viermal so häufig auf wie ohne. Konkret entstand es in 13 Prozent der Simulationen mit Mikroplastik, aber nur in drei Prozent der Berechnungen mit ausschließlich natürlichen Einflussfaktoren. Ob die Kunststoffteilchen tatsächlich für die Veränderung verantwortlich sind, müssen Messungen im Meer noch bestätigen.

Mikroplastik verändert Meeresfarbe möglicherweise schon seit Jahrzehnten

Größere Kunststoffabfälle zerfallen durch Sonnenlicht, Wellen und Reibung allmählich in immer kleinere Stücke. Viele dieser Partikel bleiben im Meerwasser verteilt. Besonders schwer zu erfassen sind Kunststoffteilchen mit weniger als 300 Mikrometern Durchmesser. Sie messen weniger als ein Drittel Millimeter und sind mit bloßem Auge kaum zu erkennen.

Anders als größere Plastikabfälle schwimmen sie nicht ausschließlich an der Oberfläche. Sie können auch in tieferen Wasserschichten schweben. Ihre Konzentration lässt sich bislang nur durch aufwendige Wasserproben bestimmen. Satelliten könnten diese Lücke künftig schließen.

Drei Satellitendatensätze bestätigen die Aufhellung

Die Wissenschaftler verglichen drei voneinander unabhängige Datensätze der NASA und europäischer Erdbeobachtungsprogramme. Trotz unterschiedlicher Messverfahren registrierten alle drei in Teilen des pazifischen Müllstrudels eine auffällige Veränderung.

Dabei unterschieden sich die Aufnahmen in zwei Punkten:

• Blaues und grünes Licht: Beide Wellenlängen wurden in bestimmten Meeresgebieten zunehmend stärker reflektiert. Daraus ergab sich eine Verschiebung in Richtung Türkis.
• Regionale Unterschiede: Die auffällige Aufhellung konzentrierte sich auf Gebiete innerhalb und nahe des Müllstrudels. Im umliegenden Pazifik verliefen die Veränderungen teilweise anders.

Allerdings unterschieden sich die Datensätze darin, wie groß die betroffenen Flächen waren und wie deutlich die Aufhellung ausfiel. Unterschiede zwischen den Satellitensensoren und der Verarbeitung ihrer Messdaten könnten dazu beigetragen haben.

Natürliches Meeresleben kann die Farbe ebenfalls verändern

Auch Algen, organische Stoffe und andere winzige Schwebteilchen beeinflussen die Farbe des Meerwassers. Manche absorbieren vor allem blaues Licht, andere verändern die Streuung grüner Wellenlängen. Deshalb können sich Meeresgebiete auch ohne Plastikverschmutzung farblich verändern.

Für das beobachtete türkisfarbene Muster müssten sich unter rein natürlichen Bedingungen allerdings mehrere Eigenschaften des Meerwassers gleichzeitig verändern. Die Berechnungen ergaben, dass dafür unter anderem die Menge bestimmter Schwebstoffe deutlich abnehmen und sich die Zusammensetzung der Algen verschieben müsste.

Schon fünf Milligramm Mikroplastik könnten ausreichen

Besonders empfindlich reagierten die berechneten Satellitensignale bei einer Wellenlänge von rund 490 Nanometern. Dieser Bereich entspricht blaugrünem Licht. Kleine Kunststoffteilchen streuen das einfallende Sonnenlicht und können dadurch die Helligkeit verändern, die ein Satellit über dem Meer misst.

Unter den untersuchten Bedingungen könnten bereits rund fünf Milligramm Mikroplastik pro Kubikmeter Meerwasser ein Signal erzeugen, das sich von den üblichen Schwankungen der Satellitenmessungen abhebt. Das entspricht einer Kunststoffmenge von fünf Tausendstel Gramm in 1.000 Litern Wasser.

Frühere Messungen aus dem Jahr 2016 hatten im pazifischen Müllstrudel bereits hohe Konzentrationen größerer Mikroplastikteilchen festgestellt. In oberflächennahen Wasserschichten lagen sie stellenweise bei mehr als 17 Milligramm pro Kubikmeter. Wie viele kleinere Kunststoffpartikel dort schweben, ist bislang nicht ausreichend untersucht.

Plastikverschmutzung lässt sich noch nicht eindeutig nachweisen

Ob Mikroplastik tatsächlich die beobachtete Farbveränderung verursacht, bleibt offen. Neben natürlichen Veränderungen der Meeresökologie erschweren Unterschiede zwischen den Satellitendaten eine eindeutige Zuordnung.

Für eine zuverlässige Überwachung müssten Wissenschaftler vor allem drei Voraussetzungen erfüllen:

• Wasserproben nehmen: Direkte Messungen im Müllstrudel müssen klären, wie viele kleine Kunststoffteilchen tatsächlich vorhanden sind.
• Lichtsignale vergleichen: Die gemessene Mikroplastik-Konzentration muss mit der beobachteten Farbveränderung übereinstimmen.
• Natürliche Ursachen ausschließen: Veränderungen durch Algen, Schwebstoffe und andere Bestandteile des Meerwassers müssen ausreichend berücksichtigt werden.

Kleine Mikroplastikteilchen können von Meeresorganismen aufgenommen werden und über die Nahrungskette auch größere Tiere erreichen. Anders als größere Kunststoffabfälle lassen sie sich kaum aus dem Wasser entfernen, sobald sie sich über weite Meeresgebiete verteilt haben.

Satelliten könnten künftig helfen, solche Ansammlungen über große Entfernungen zu verfolgen. Voraussetzung sind direkte Messungen im Meer, die den Zusammenhang zwischen Kunststoffkonzentration und blaugrüner Aufhellung bestätigen.

Kurz zusammengefasst:

• Der Pazifik verändert seine Farbe: Satelliten registrierten zwischen 2002 und 2022 eine zunehmende blaugrüne Aufhellung rund um den riesigen Müllstrudel im Nordpazifik.
• Mikroplastik könnte die Ursache sein: In Computersimulationen trat das beobachtete Farbmuster mit Mikroplastik mehr als viermal so häufig auf wie ohne.
• Plastikverschmutzung könnte aus dem Weltraum erkennbar werden: Satelliten könnten künftig selbst winzige Kunststoffteilchen aufspüren, doch direkte Messungen im Meer müssen den Zusammenhang erst bestätigen.

Übrigens: Im Nordatlantik entdeckten Wissenschaftler gewaltige Mengen unsichtbarer Nanoplastikpartikel, deren Gesamtmasse möglicherweise fast der bisher bekannten Menge größerer Kunststoffabfälle im Atlantik entspricht. Wie weit die Verschmutzung bereits reicht, mehr dazu in unserem Artikel.

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