Esperti dell'Istituto Alfred Wegener, Il Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina (AWI) ha recentemente trovato quantità più elevate di microplastiche nel ghiaccio marino artico che mai. Però, la maggior parte delle particelle era microscopicamente piccola. I campioni di ghiaccio provenienti da cinque regioni dell'Oceano Artico contenevano fino a 12, 000 particelle di microplastiche per litro di ghiaccio marino. Ulteriore, i tipi di plastica hanno mostrato un'impronta unica nel ghiaccio, permettendo ai ricercatori di risalire a possibili fonti. Ciò coinvolge l'enorme discarica nell'Oceano Pacifico; l'elevata percentuale di particelle di vernice e nylon indicava l'intensificarsi delle attività di navigazione e pesca in alcune parti dell'Oceano Artico. Il nuovo studio è appena stato pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

"Durante il nostro lavoro, ci siamo resi conto che più della metà delle particelle di microplastica intrappolate nel ghiaccio erano larghe meno di un ventesimo di millimetro, il che significa che potrebbero essere facilmente ingeriti da microrganismi artici come i ciliati, ma anche da copepodi, " dice la biologa dell'AWI e prima autrice, la dott.ssa Ilka Peeken. L'osservazione è molto preoccupante perché, come lei spiega, "Nessuno può dire con certezza quanto siano dannose queste minuscole particelle di plastica per la vita marina, o in definitiva anche per gli esseri umani".

Il team di ricercatori dell'AWI ha raccolto i campioni di ghiaccio nel corso di tre spedizioni nell'Oceano Artico a bordo del rompighiaccio di ricerca Polarstern nella primavera del 2014 e nell'estate del 2015. Provengono da cinque regioni lungo la Transpolar Drift e lo Stretto di Fram, che trasporta il ghiaccio marino dall'Artico centrale all'Atlantico settentrionale.

Lo spettrometro a infrarossi rivela una forte contaminazione con microparticelle

La microplastica si riferisce alle particelle di plastica, fibre, pellet e altri frammenti con una lunghezza, larghezza o diametro che vanno da pochi micrometri, millesimi di millimetro, a meno di cinque millimetri. Una notevole quantità di microplastica viene rilasciata direttamente nell'oceano a causa del progressivo deterioramento di pezzi di plastica più grandi. Ma la microplastica può anche essere creata sulla terra, ad es. riciclando tessuti sintetici o all'abrasione di pneumatici per auto. La plastica inizialmente galleggia nell'aria sotto forma di polvere, e poi viene portato nell'oceano dal vento, o vi si fa strada attraverso le reti fognarie.

Al fine di determinare l'esatta quantità e distribuzione di microplastiche nel ghiaccio marino, i ricercatori AWI sono stati i primi ad analizzare le carote di ghiaccio strato per strato utilizzando uno spettrometro a infrarossi a trasformata di Fourier (FTIR), un dispositivo che bombarda le microparticelle con luce infrarossa e utilizza uno speciale metodo matematico per analizzare la radiazione che riflettono. A seconda del loro trucco, le particelle assorbono e riflettono diverse lunghezze d'onda, consentendo di identificare ogni sostanza mediante la sua impronta ottica.

"Utilizzando questo approccio, abbiamo anche scoperto particelle di plastica di soli 11 micrometri di diametro. È circa un sesto del diametro di un capello umano, e spiega anche perché abbiamo trovato concentrazioni superiori a 12, 000 particelle per litro di ghiaccio marino, che è da due a tre volte superiore a quello che avevamo trovato nelle misurazioni precedenti, "dice Gunnar Gerdts, nel cui laboratorio sono state effettuate le misurazioni. Sorprendentemente, i ricercatori hanno scoperto che il 67 percento delle particelle rilevate nel ghiaccio apparteneva alla categoria su scala più piccola di 50 micrometri e più piccola.

La deriva del ghiaccio e l'impronta chimica offrono indizi sulle regioni di origine degli inquinanti

La densità e la composizione delle particelle variavano significativamente da campione a campione. I ricercatori hanno determinato che le particelle di plastica non erano distribuite uniformemente in tutto il nucleo di ghiaccio. "Abbiamo ripercorso il viaggio dei banchi di ghiaccio che abbiamo campionato e ora possiamo affermare con sicurezza che sia la regione in cui si è inizialmente formato il ghiaccio marino sia le masse d'acqua in cui i banchi si spostano attraverso l'Artico durante la crescita, hanno un'enorme influenza sulla composizione e sulla stratificazione delle particelle di plastica racchiuse, " racconta Ilka Peeken.

I ricercatori hanno anche appreso che i banchi di ghiaccio, che sono spinti nelle masse d'acqua del Pacifico del bacino canadese, contengono concentrazioni particolarmente elevate di particelle di polietilene. Il polietilene è utilizzato nel materiale di imballaggio. Come scrivono gli esperti nel loro studio, "Di conseguenza, supponiamo che questi frammenti rappresentino resti della cosiddetta Great Pacific Garbage Patch, e vengono spinti lungo lo Stretto di Bering e nell'Oceano Artico dall'afflusso del Pacifico."

In contrasto, gli scienziati hanno trovato principalmente particelle di vernice della nave e rifiuti di nylon dalle reti da pesca nel ghiaccio dei mari marginali poco profondi della Siberia. "Questi risultati suggeriscono che sia l'espansione delle attività di navigazione che di pesca nell'Artico stanno lasciando il segno. Le alte concentrazioni di microplastiche nel ghiaccio marino non possono quindi essere attribuite solo a fonti al di fuori dell'Oceano Artico. Invece, indicano anche l'inquinamento locale nell'Artico, " dice Ilka Peeken.

I ricercatori hanno trovato un totale di 17 diversi tipi di plastica nel ghiaccio marino, compresi i materiali di imballaggio come polietilene e polipropilene, ma anche vernici, nylon, poliestere, e acetato di cellulosa, quest'ultimo utilizzato principalmente nella fabbricazione di filtri per sigarette. Presi insieme, questi sei materiali rappresentavano circa la metà di tutte le particelle microplastiche rilevate.

Secondo Ilka Peeken, "Il ghiaccio marino lega tutta questa lettiera di plastica per due fino a un massimo di 11 anni:il tempo impiegato dai banchi di ghiaccio dei mari marginali della Siberia o dell'Artico nordamericano per raggiungere lo stretto di Fram, dove si sciolgono." Ma al contrario, ciò significa anche che il ghiaccio marino trasporta grandi quantità di microplastica nelle acque al largo della costa nord-orientale della Groenlandia.

I ricercatori non possono ancora dire se le particelle di plastica rilasciate successivamente rimangono nell'Artico o vengono trasportate più a sud; infatti, sembra probabile che i rifiuti di plastica inizino ad affondare in acque più profonde in tempi relativamente brevi. "Le particelle di microplastiche fluttuanti sono spesso colonizzate da batteri e alghe, che li rende sempre più pesanti. A volte si ammucchiano insieme alle alghe, che li fa scivolare sul fondo del mare molto più velocemente, " spiega la biologa e coautrice dell'AWI, la dott.ssa Melanie Bergmann.

Le osservazioni fatte dai ricercatori della rete di acque profonde dell'AWI HAUSGARTEN nello stretto di Fram danno ulteriore peso a questa tesi. Come riferisce Melanie Bergmann, "Recentemente abbiamo registrato concentrazioni di microplastiche fino a 6500 particelle di plastica per chilogrammo di fondale marino; si tratta di valori estremamente elevati".