De alg Melosira arctica, die onder het zee-ijs op de Noordpool groeit, bevat tien keer zoveel deeltjes microplastic als het omringende zeewater. Die concentratie van vervuilende deeltjes aan de basis van de voedselketen, vormt een bedreiging voor de organismen die zich voeden met de algen, zowel aan het zee-oppervlak als op de bodem. Klonten dode algen zakken immers snel naar de zeebodem, wat de hoge concentraties microplastics in het sediment op de bodem kan verklaren.
De alg Melosira arctica is een soort van etenslift voor de dieren die op de bodem van de diepzee leven: in de lente en de zomer groeit de eencellige alg erg snel onder het zee-ijs en vormt daar meterslange ketens van cellen.
Als de cellen sterven en het ijs waaraan ze langs de onderkant vastzitten, smelt, kleven ze samen en vormen ze klonters die in een enkele dag duizenden meters kunnen zinken tot op de bodem van de diepzee. Daar vormen ze een belangrijke voedselbron voor dieren en bacterieën die op de bodem leven.
Naast het voedsel transporteren de klonters echter ook een twijfelachtige lading naar de diepzee op de Noordpool: microplastics. Dat blijkt uit een studie onder leiding van biologe doctor Melanie Bergmann van het Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI).
"We hebben eindelijk een plausibele verklaring gevonden voor het feit dat we altijd de grootste hoeveelheden microplastics vinden in het gebied aan de rand van het ijs, zelfs in diepzeesedimenten", zei Bergmann.
Tot nu wisten de onderzoekers enkel uit eerdere metingen dat microplastics zich in het ijs concentreren tijdens de vorming van het zee-ijs en vrijgegeven worden in het omringende water wanneer het ijs smelt.
"De snelheid waarmee de algen zinken, betekent dat ze bijna in een rechte lijn vallen onder de rand van het ijs. De losse ophopingen van algen die zeesneeuw genoemd worden, zinken daarentegen trager en worden door de stroming zijdelings afgedreven, zodat de zeesneeuw verder weg terechtkomt. Het feit dat de klonters Melosira de microplastics recht naar de bodem voeren, helpt verklaren waarom we hogere aantallen microplastics meten onder de rand van het ijs", zei Bergmann.
In de voedselketen
Tijdens een expeditie met de onderzoeksijsbreker Polarstern in de zomer van 2021 verzamelden Bergmann en een onderzoeksteam stalen van Melosira-algen en het omringende water in het drijfijs.
Die stalen werden geanalyseerd in de laboratoria van de Dalhousie University in Canada en de University of Canterbury in Christchurch, Nieuw-Zeeland. Met verrassende resultaten: de algenklonters bevatten gemiddeld 31.000 (± 19.000) deeltjes microplastic per kubieke meter, zo'n 10 keer de concentratie die in het omringende water werd gevonden.
"De draderige algen hebben een slijmerige, kleverige textuur en ze kunnen dus microplastics verzamelen uit de atmosferische afzetting op de zee, het zeewater zelf, het omringende ijs en uit om het even welke andere bron die ze tegenkomen. Eens de microplastics vastzitten in het slijm van de algen, reizen ze als in een lift naar de zeebodem of worden ze opgegeten door zeedieren", zei mede-auteur van de studie Deonie Allen van de University of Canterbury en de University of Birmingham in het VK.
Aangezien de ijsalgen een belangrijke voedselbron zijn voor veel diepzeedieren, kunnen de microplastics in de voedselketen terechtkomen op de zeebodem.
Maar de algen zijn ook een belangrijke voedselbron aan het zeeoppervlak en dat zou kunnen verklaren waarom microplastics veel voorkomen bij organismen uit het zoöplankton die verbonden zijn met het zee-ijs, zoals uit een eerdere studie is gebleken. Op die manier kunnen de plastics ook aan het oppervlak in de voedselketen terechtkomen, als het zoöplankton - dierlijk plankton - opgegeten wordt door vissen als Arctische kabeljauwen en die worden gegeten door zeevogels en robben, en die laatste op hun beurt dan weer gegeten worden door ijsberen.
Veel verschillende plasticsoorten
De gedetailleerde analyse van de samenstelling van de microplastics toonde aan dat er een groot aantal verschillende plastics gevonden worden in het Noordpoolgebied, waaronder polyethyleen, polyester, polypropyleen, nylon, acryl en nog veel andere.
In combinatie met verfstoffen en verschillende andere chemische stoffen vormt dat een mengeling van substanties waarvan de impact op het milieu en de levende wezens moeilijk vast te stellen is.
"Mensen in het Noordpoolgebied zijn erg afhankelijk van de mariene voedselketen voor hun eiwitten, bijvoorbeeld door te vissen en te jagen. Dat betekent dat ze ook blootgesteld worden aan de microplastics en de chemische stoffen die erin zitten. Microplastics zijn al gevonden in de ingewanden, het bloed, de aders, de longen, de placenta en in moedermelk bij mensen en ze kunnen ontstekingsreacties veroorzaken, maar tot nu toe zijn de globale gevolgen nog nauwelijks onderzocht", zei Bergmann.
"Micro- en nanoplastics zijn in essentie gevonden in alle plaatsen waar onderzoekers ernaar gezocht hebben in het menselijk lichaam en ook in een resem andere soorten. Het is bekend dat microplastics de gedragingen, de groei, de vruchtbaarheid en de sterftecijfers van organismen wijzigen en van veel chemische stoffen in plastics is geweten dat ze giftig zijn voor mensen", zei mede-auteur doctor Steve Allen van de Dalhousie University.
"Minder plastic produceren"
Het poolgebied wordt daarenboven al bedreigd door de diepgaande veranderingen die veroorzaakt worden door de klimaatcrisis. Als de organismen die er leven, nu nog blootgesteld worden aan microplastics en de chemische stoffen die ze bevatten, kan dat hen nog verder verzwakken.
"We hebben dus een combinatie van planetaire crisissen die we dringend afdoend moeten aanpakken", zei Bergmann. "Wetenschappelijke berekeningen hebben aangetoond dat de meest effectieve manier om de plasticvervuiling te verminderen, de vermindering van de productie van nieuwe plastic is. Dat zou dan ook absoluut een prioriteit moeten zijn in de wereldwijde overeenkomst over plastic waarover nu onderhandeld wordt."
Dat is ook de reden waarom Bergmann zal afreizen naar de volgende ronde van die onderhandelingen, die eind mei zal beginnen in Parijs.
De studie van Melanie Bergmann, Thomas Krumpen, Deonie Allen en Steve Allen is gepubliceerd in . Dit artikel is gebaseerd op een persmededeling van het Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
