В самой большой «ледяной шапке» Европы впервые нашли микропластик

Ученые обнаружили микропластик в снежных кернах, собранных в отдаленном и нетронутом месте ледника Ватнайёкюдль в Исландии. Понять их распространение в глобальном масштабе важно, поскольку такие крошечные частицы могут влиять на таяние и реологическое поведение ледников, в итоге внося свой вклад в повышение уровня Мирового океана.

Пластмассы — одни из важнейших материалов, используемых человеком: они необходимы нам в поставках продуктов питания, сфере здравоохранения и транспорта, информационных технологиях, производстве и транспортировке одежды и так далее. Будучи изготовленными из синтетических или полусинтетических органических соединений, пластмассы обладают ценным свойством необратимо деформироваться без разрушения и могут принимать формы с различной плотностью, твердостью, прочностью, сопротивлением и другими физическими свойствами. Массовое производство таких материалов относительно недорогое и стало особенно популярным начиная с середины ХХ века. 

Однако есть обратная сторона: хотя большинство пластиковых материалов прочны, они медленно разлагаются в природе, что привело к накоплению отходов по всей планете. Это обломки различных типов пластика, которые в зависимости от размера делят на нанопластик (менее одного микрометра), микропластик (от одного микрометра до пяти миллиметров) и макропластик (более пяти миллиметров). Чем мельче мусор, тем труднее его собрать для переработки и тем легче он распространяется в естественной среде. В последние десятилетия загрязнение пластиком стало настоящей катастрофой не только для биосферы, но и для здоровья человека, поскольку частицы могут накапливаться в легких, а также влиять на микробиоту кишечника и метаболизм липидов. Если концентрация очень высока, микропластик повышает риск развития нейродегенеративных заболеваний, иммунных нарушений и рака.

Что касается влияния на окружающую среду, то теме микропластика в Мировом океане посвящено множество работ. Помимо этого, ученые обнаружили такие токсичные частицы в почве и пресноводных экосистемах, включая реки и озера. Но пути их распространения по окружающей среде, особенно в удаленные районы Земли, плохо изучены: чаще всего это объясняют конвективным атмосферным переносом или гидрологическим циклом. 

Ранее частицы микропластика выявили в отдаленном и нетронутом горном водосборе во французских Пиренеях: как оказалось, перенос происходит через атмосферу на расстояние до 95 километров. Теперь ученые из Университета Рейкьявика, Исландского метеорологического управления и Университета Гетеборга в Швеции с помощью оптической микроскопии и спектроскопии идентифицировали микропластики в кернах ледника Ватнайёкюдль — крупнейшей ледяной шапки Европы, расположенной на острове Исландия. Об открытии рассказывается в статье, опубликованной в журнале Sustainability.

Ледники — массы льда преимущественно атмосферного происхождения, покрывающие около 10 процентов поверхности суши нашей планеты. Они образуются на протяжении десятилетий или столетий, а скорость накопления снега (и дождя) превышает скорость таяния. Ежегодно новый слой снега создает давление на более старые слои, постепенно превращая снег в лед. 

«В лабораторных экспериментах было показано, что микропластические частицы действуют как ядро ​​для создания кристаллов льда в атмосфере. Снег и дождь выступают эффективными механизмами удаления частиц из атмосферы; следовательно, ледники — поглотители атмосферных микропластиков и других загрязнителей. Пластиковые материалы должны хорошо сохраняться в ледниках из-за низких температур и отсутствия солнечного света в результате быстрого захоронения под столбом снега, что снижает деградацию частиц. Бурение глубоких кернов ледяных щитов может предоставить важную информацию об историческом развитии микропластического загрязнения», — рассказали авторы работы. По их словам, Ватнайёкюдль — одно из лучших мест в мире для изучения механизмов переноса микропластика на большие расстояния и изучения его воздействия на динамику ледников. 

Место отбора проб в кернах ледника Ватнайёкюдль отмечено знаком «X». Координаты: 64,43415 ° с.ш. и 16,43670 ° з. / © Sustainability, 2021

Пробы взяли в июне 2020 года из центральной части Ватнайёкюдля, на высоте 1400 метров над уровнем моря. Примерно в 30 километрах на запад расположен действующий вулкан Гримсвётн, а расстояние до ближайшего городского района составляет около 65 километров (деревня под названием Хёфн с населением около 1800 человек). Кратчайшее расстояние до моря — около 45 километров. Как отмечают исследователи, это место редко посещают туристы или другие путешественники. 

С помощью шнека для бурения ученые извлекли два снежных керна длиной три метра каждый. Верхние 50 сантиметров снега удалили, чтобы не допустить загрязнения образцов (они содержали только снег, никакого льда). Затем керны перевезли в защищенных ящиках из пенополистирола, засыпанных снегом, в лабораторию, где их расплавили. Воду разлили в чистые стеклянные контейнеры и отфильтровали.

«Мы идентифицировали несколько различных типов микропластических частиц с различной морфологией. Четыре пластиковых фрагмента имеют одинаковый диаметр (примерно от 30 до 3000 микрометров), а два пластиковых волокна имеют длину 1300 и 3000 микрометров. Пластмассы включали полиуретан, поливинилхлорид, полиамид и акрилонитрилбутадиенстирол (АБС-пластик). Из-за их малых размеров наиболее вероятный путь распространения — атмосферный перенос (либо с ветром, либо благодаря осадкам)», — сообщили ученые.

Микропластик — материал так называемой второй фазы внутри ледника, к ней еще относят минералы, пепел / тефра вулканов и другие фрагменты горных пород. Предыдущие исследования подтвердили, что материалы второй фазы влияют на поведение ледников, меняя светопоглощение, структурные и общие характеристики и свойства. По итогу они способствуют их таянию — а это, в свою очередь, приводит к повышению уровня моря. Насколько усиливают эти эффекты микропластики, пока не известно, но, как предполагают авторы исследования, скорее всего, они будут действовать аналогично другим материалам второй фазы.