Lavorando nello stretto di Fram artico, scienziati dell'Istituto Alfred Wegener, Il Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina (AWI) ha trovato microplastiche in tutta la colonna d'acqua con concentrazioni particolarmente elevate sul fondo dell'oceano. Utilizzando simulazioni basate su modelli, hanno anche trovato una spiegazione per questo alto livello di inquinamento. Secondo le loro scoperte, le due principali correnti oceaniche nello stretto di Fram trasportano le microscopiche particelle di plastica nella regione tra la Groenlandia e lo Spitsbergen sia dall'Artico che dal Nord Atlantico. Passando per lo Stretto, molte particelle finiscono per andare alla deriva sul fondo del mare, dove si accumulano. Gli esperti riferiscono su questo fenomeno in uno studio appena pubblicato sulla stimata rivista Scienze e tecnologie ambientali .

Situato tra la costa nord-orientale della Groenlandia e l'arcipelago delle Svalbard, Lo stretto di Fram è l'unico passaggio profondo tra l'Oceano Artico e l'Oceano Atlantico. Nelle sue acque, che raggiungono la profondità di 5, 600 metri, due correnti opposte scorrono l'una accanto all'altra come un'autostrada sottomarina. Nella "corsia" orientale la corrente dello Spitsbergen occidentale trasporta acqua calda a nord dall'Atlantico, mentre nell'altra corsia la corrente della Groenlandia orientale sposta il ghiaccio marino e l'acqua gelida a sud dall'Artico. Questa straordinaria combinazione di circostanze è molto probabilmente la ragione per cui i ricercatori hanno rilevato quantità estremamente elevate di particelle microplastiche nei sedimenti e livelli intermedi nella colonna d'acqua nell'estate del 2016 durante la raccolta di campioni di acqua e fondale marino presso l'osservatorio di acque profonde artiche HAUSGARTEN a Stretto di Fram.

Grandi quantità di microplastiche nel mare profondo e vicino alla zona di ghiaccio marginale

"Abbiamo trovato la più alta concentrazione di particelle di microplastica nell'acqua nel nostro punto di campionamento più settentrionale vicino al bordo del ghiaccio marino, " riferisce il biologo dell'AWI e primo autore Mine Tekman. Nell'area tecnicamente indicata come la zona di ghiaccio marginale, un metro cubo di acque superficiali ne conteneva più di 1, 200 particelle di microplastica, anche se questa non è stata una sorpresa per i ricercatori. "Da studi precedenti sapevamo che il ghiaccio marino artico può contenere fino a 12, 000 particelle di microplastiche per litro di acqua di fusione. Quando questo ghiaccio raggiunge la fine del suo viaggio e si scioglie nello stretto di Fram settentrionale, molto probabilmente rilascia il suo carico di microplastiche in mare, il che spiegherebbe l'elevata concentrazione nelle acque superficiali, "aggiunge.

In contrasto, il livello di inquinamento era 16, 000 volte maggiore nei sedimenti sul fondo dello stretto di Fram. L'analisi dei campioni di sedimento con uno spettrometro a infrarossi a trasformata di Fourier (FTIR) ha rivelato fino a 13, 000 particelle di microplastiche per chilogrammo di sedimento. "Questa grande quantità di particelle e i vari tipi di plastica che abbiamo trovato nel sedimento confermano che la microplastica si accumula continuamente sul fondo marino dello Stretto di Fram. In altre parole, il mare profondo in questa regione è un pozzo per particelle di plastica microscopiche, ", afferma la dott.ssa Melanie Bergmann, esperta di acque profonde e coautrice dell'AWI.

Afflussi di rifiuti di plastica sia dal nord che dal sud

Questa visione è stata confermata dalla modellazione della circolazione oceanica, in cui gli esperti hanno simulato il percorso delle particelle microplastiche verso lo stretto di Fram. A seconda della dimensione delle particelle, tipo di plastica, velocità di affondamento e profondità dell'acqua, alcune particelle hanno viaggiato fino a 650 chilometri prima di fermarsi sul fondo dell'oceano. "I risultati del nostro modello smentiscono l'idea che le particelle di microplastica possano affondare rapidamente e quasi verticalmente sul fondo, " dice Melanie Bergmann. Infatti, i rifiuti di plastica vengono catturati dalle correnti oceaniche e possono spostarsi per enormi distanze. Soprattutto l'aggregazione con materiale organico come i resti algali è ciò che fa affondare le particelle dalla superficie attraverso la colonna d'acqua fino al fondo del mare.

Per quanto riguarda lo stretto di Fram, ciò significa che la maggior parte delle particelle di plastica accumulate sul fondo probabilmente provengono da regioni remote; ad esempio, la corrente della Groenlandia orientale trasporta la microplastica dall'Oceano Artico al versante orientale della Groenlandia. Mentre raccoglieva campioni nel suo bacino, i ricercatori hanno trovato soprattutto etilene-vinilacetato, un tipo di plastica utilizzata, ad es. per rivestimenti, lacche, carta, imballaggi e suole per scarpe. In contrasto, la corrente dello Spitsbergen occidentale trasporta particelle dalle acque a sud di Spitsbergen nello Stretto di Fram. Questa scoperta si è riflessa anche nella miscela di plastica trovata nei rispettivi campioni.

Va anche detto che più della metà di tutte le particelle di plastica identificate erano inferiori a 25 micrometri di diametro, circa la metà dello spessore di un sottile capello umano. "Questa alta percentuale di particelle veramente minuscole è ovviamente preoccupante, poiché solleva immediatamente la questione di come gli organismi marini rispondono a questi minuscoli frammenti di rifiuti di plastica, " dice Melanie Bergmann. Per rispondere a questa domanda, I colleghi britannici stanno attualmente studiando se i crostacei nei campioni di zooplancton artico dell'AWI hanno consumato plastica.

Da parte loro, gli esperti dell'AWI ora vogliono esplorare come cambiano i livelli di microplastica nello stretto di Fram durante l'anno. A tal fine, useranno dispositivi denominati trappole per sedimenti, che sono ormeggiate presso l'osservatorio di acque profonde dell'Artico dell'AWI HAUSGARTEN e catturano le varie particelle e la neve marina che scendono gradualmente dalla superficie del mare, tutto l'anno.

"Lo studio appena pubblicato offre un'importante istantanea in cui le analisi con microscopi a infrarossi ci hanno permesso di ottenere una solida panoramica dell'inquinamento plastico nello stretto di Fram, "dice Gunnar Gerdts, un microbiologo AWI e capo del gruppo di analisi delle microplastiche. Gli esperti hanno stabilito che il 39% delle particelle sospese nell'acqua provenivano da poliammide, che viene utilizzato per produrre ad es. fibre per tessuti e reti da pesca, mentre quasi un quarto di tutte le particelle nella colonna d'acqua sono state identificate come gomma sintetica (gomma etilene-propilene-diene), un tipo elastico di plastica utilizzata, ad es. nell'automotive e nella costruzione di macchine, come fodera per laghetti, per sigillare tetti e facciate di case, e come riempitivo in erba artificiale. Nei sedimenti del fondo marino, il team ha trovato principalmente particelle di polietilene clorurato (CPE), che viene utilizzato ad es. nella produzione di cavi, tubi flessibili, pellicole e sistemi antibloccaggio (ABS).