Mikroplastik in Sedimenten als Referenzpunkt menschlicher Aktivität

Forschende des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) und der Universität Leicester (Großbritannien) untersuchen die jahrzehntelange anthropogene Veränderung von Sedimentablagerungen. Durch unsachgemäße Entsorgung gelangen stetig neu entwickelte synthetische Materialien in die Umwelt und lagern sich im Sediment ab. Das Forschungsteam schlägt vor, kleine Plastikpartikel im Größenspektrum von 1 µm bis 5 mm (Mikroplastik) in Sedimenten als stratigraphische Marker für das sogenannte Anthropozän – das durch den Menschen geprägte Erdzeitalter – zu nutzen.

Der geowissenschaftliche Kontext des Anthropozäns

In der Geologie erfolgt die Gesteins- und Erdzeitalter-Klassifikation anhand chronostratigraphischer Einheiten. Aufgrund des prägenden menschlichen Einflusses schlug eine Anthropozän-Arbeitsgruppe vor, dieses neue Zeitalter offiziell einzuführen. Zwar wurde der Vorschlag im März 2024 vorerst abgelehnt und die formale Aufnahme in die International Chronostratigraphic Chart bleibt unklar, doch der globale menschliche Fußabdruck ist unbestreitbar.

Herkunft, Physiko-Chemie und Verbreitung von Mikroplastik

Mikroplastik (1 µm–5 mm) entsteht primär sekundär durch Verwitterung und Fragmentierung makroskopischer Plastikobjekte in Form von Synthetikfasern, Fragmenten oder Folien (z. B. aus der Landwirtschaft). Primäres Mikroplastik wird direkt in dieser Partikelgröße industriell gefertigt, etwa als Peeling-Zusatz in Kosmetika. Die geringe Partikelgröße begünstigt die biotische Aufnahme durch Organismen sowie den äolischen Weitstransport. Mikroplastik lagert sich auch fernab anthropogener Zentren in terrestrischen, limnischen und marinen Sedimenten ab und eignet sich daher als globaler Referenzpunkt.

Analytischer Wert und zeitliche Auflösung im Sediment

Im Sediment ist Mikroplastik vor UV-Strahlung, Oxidation und thermischem Abbau geschützt und bleibt langfristig stabil. Die zeitliche Abfolge der Ablagerung spiegelt historische Produktions- und Nutzungsmuster wider: Frühe Polymere wie Bakelit finden sich vorwiegend in tieferen Sedimentschichten. Zudem lassen sich kurzzeitige Ereignisse wie die COVID-19-Pandemie (2020–2022) anhand signifikant erhöhter Eintragsraten von Schutzkleidung, Handschuhen und Verpackungsmaterialien als charakteristische Partikelhorizonte nachweisen. Aufgrund dieser Vielfalt an Polymertypen und Morphologien bietet Mikroplastik eine hohe Aussagekraft. Laut der IOW-Ozeanographin Dr. Juliana Ivar do Sul kann Mikroplastik wegen seiner ubiquitären Präsenz in terrestrischen, aquatischen und marinen Ökosystemen weltweit als Anthropozän-Marker dienen.

Ausblick auf Validierung und Transportdynamik

Die Studie schafft einen methodischen Rahmen für künftige Validierungsarbeiten. Dr. Ivar do Sul erklärt: „Der nächste Schritt für internationale Forschungsgruppen besteht darin, Sedimentkerne weltweit zu analysieren, um zu überprüfen, ob die Verteilung bestimmter Polymere wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polyethylenterephthalat (PET) in den Sedimentschichten den zeitlichen Verlauf ihrer kommerziellen Produktion seit Mitte des 20. Jahrhunderts genau widerspiegelt.“

Ergänzend fokussieren sich kommende Freilandstudien auf die Vorhersagbarkeit der vertikalen Partikelmigration innerhalb der Sedimentschichten. Dr. Ivar do Sul kommt zu dem Schluss: „Der Nachweis, dass diese vergrabenen Partikel über geologische Zeiträume hinweg – fern von Sonnenlicht und Sauerstoff – stabil bleiben, ist entscheidend, um Mikroplastik als zuverlässiges, vorhersagbares und dauerhaftes Diagnosewerkzeug für die weltweite Kartierung des Anthropozäns zu etablieren.“

Quelle

Leibniz Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) (10/2026)