Nano- und Mikroplastik sind Kunststoffpartikel von weniger als 500 Mikrometer beziehungsweise weniger als einem Millimeter Durchmesser. Diese winzigen Plastikteilchen entstehen beim Zerfall größere Plastikabfälle, aber auch bei der Nutzung und Herstellung von Kunststoffprodukten. Analysen zeigen, dass Mikro- und Nanoplastik inzwischen überall in der Umwelt nachweisbar ist – von Ozeanen und Gewässern über Böden und Nahrungsmittel bis zu unserem eigenen Körper. Auch in der Luft sind die Plastikpartikel inzwischen weltweit verbreitet.
Wie beeinflussen schwebende Plastikpartikel die Strahlungsbilanz?
Doch die allgegenwärtige Präsenz von atmosphärischen Nano- und Mikroplastik hat nicht nur Folgen für die Umwelt, sondern auch für das Klima. „Diese Partikel werden zunehmend als Verursacher von nicht-vernachlässigbarem Strahlungsantrieb erkannt“, erklären Yu Liu von der Fudan-Universität in Schanghai und seine Kollegen. Als Strahlungsantrieb bezeichnet man den Einfluss auf die irdische Strahlungsbilanz und damit die erwärmende oder abkühlende Wirkung eines Objekts oder einer Substanz. Für das in der Luft schwebende Mikroplastik war diese Wirkung bisher kaum untersucht.
Deshalb haben Liu und seine Kollegen nun erstmals genauer untersucht, wie sich Plastikpartikel verschiedener Größe, Farbe und Alter sich auf die Strahlungsbilanz der Atmosphäre auswirken. Dafür analysierten sie zunächst im Labor mithilfe hochaufgelöster Elektronenspektroskopie, wie Nano- und Mikroplastik das Licht verschiedener Wellenlängen absorbiert oder streut.
Mikroplastik erzeugt Strahlungsantrieb
Das Ergebnis: „Alle Partikel zeigen eine substanzielle Absorption im Wellenbereich vom UV bis ins Nahinfrarot“, berichtet das Team. Diese Strahlungsaufnahme ist weitgehend unabhängig von der Art des Kunststoffs. Dafür spielt die Farbe der Kunststoffpartikel eine wichtige Rolle: Je dunkler die Teilchen sind, desto mehr Licht absorbieren sie. So absorbieren beispielsweise farbige Plastikpartikel rund 75-mal mehr grünes Licht als farblose, wie Liu und seine Kollegen ermittelten. Beim Mikroplastik ist dieser Effekt zudem gleichmäßiger über fast das gesamte Lichtspektrum verteilt, das kleinere Nanoplastik absorbiert dagegen vor allem Strahlung im UV-Bereich und kurzwelligen sichtbaren Licht.
Die in der Atmosphäre schwebenden Plastikpartikel nehmen demnach einfallende Sonnenstrahlung auf und geben diese Energie dann als Wärme an ihre Umgebung ab. „Angesichts ihrer substanziellen Strahlungseffekte und ihrer atmosphärischen Konzentration tragen Nano- und Mikroplastik einen direkten Strahlungsantrieb bei, der bislang in Klimamodellen übersehen wurde“, schreiben die Forschenden. Wie groß dieser Klimaeffeklt konkret ist, ermittelten sie im nächsten Schritt mithilfe von Daten zu regionalen Mikroplastik-Konzentrationen und einem globalen Atmosphärenmodell.
Erwärmende Wirkung auch im globalen Maßstab
Diese Analysen bestätigten, dass das in der Luft schwebende Nano- und Mikroplastik auch global gesehen einen messbaren Strahlungsantrieb erzeugt – es heizt die Atmosphäre auf. „Die Simulationen ergaben einen globalen direkten Strahlungsantrieb für Nano- und Mikroplastik von im Mittel 0,039 Watt pro Quadratmeter“, berichten Liu und sein Team. Dieser Effekt entspricht rund 16,2 Prozent der aufheizenden Wirkung von Rußpartikeln, die unter anderem durch Waldbrände und Industrie-Emissionen freigesetzt werden. “Ein solcher Beitrag ist substanziell, vor allem wenn man bedenkt, dass Mikroplastik und Nanoplastik eine Klasse von Luftschadstoffen darstellen, die bisher in Klimabilanzen nicht systematisch erfasst sind“, kommentiert der nicht an der Studie beteiligte Forscher Gilberto Binda von der Universität Insubrien in der Lombardei.
Hinzu kommt, dass der Klimaeffekt des Plastiks in einigen Regionen deutlich höher ist als im globalen Mittel. Im Modell zeigte sich, dass Nano- und Mikroplastik über den großen Müllstrudeln der Meere sogar einen Strahlungsantrieb von 0,282 Watt pro Quadratmeter erreichen kann. „Dies übertrifft den globalen Durchschnittswert um den Faktor 7,31 und kontrastiert stark mit dem normalerweise geringen Strahlungsantrieb über dem offenen Ozean“, schreibt das Team.
Doppelte Rolle im Klimawandel
Nach Ansicht des Forschungsteams belegt dies, dass Nano- und Mikroplastik eine bislang unterschätzte, doppelte Rolle für das Erdklima spielt: Zum einen setzt die Kunststoffherstellung beträchtliche Mengen des Treibhausgases CO2 frei, zum anderen heizen die in die Luft gelangenden Kunststoffpartikel die Atmosphäre auch direkt auf. „Dieser duale Mechanismus positioniert Nano- und Mikroplastik als zuvor unerkannte Verstärker des anthropogenen Klimawandels“, schreiben sie. „Daher sind nun koordinierte Maßnahmen nötig, die sowohl die Plastikverschmutzung als auch die damit assoziierten Emissionswege angehen.“
Quelle: Yu Liu (Fudan University, Shanghai) et al., Nature Climate Change, 2026; doi: 10.1038/s41558-026-02620-1
