Nem fogja elhinni, mi lebeg a felhőkben; az időjárásra is hatással lehet

Egy friss vizsgálat szerint a műanyagok befolyásolhatják a felhőképződést. Emiatt a mikroműanyagok alapvető hatással lehetnek az időjárásra és az éghajlatra.

Felhők akkor keletkeznek, amikor a levegőben lévő vízgőz apró lebegő részecskékhez, például porszemekhez kapcsolódik, a folyamat során pedig folyékony halmazállapotú vízcseppek, illetve jégkristályok jönnek létre. Egy új kutatásban a szakértők kimutatták, hogy a mikroműanyagok is képesek jégkristályok előidézésére, ráadásul a mechanizmus 5-10 Celsius-fokkal magasabb hőmérsékleten zajlik, mint amikor műanyagmentes vízcseppek alakulnak jégkristályokká. Ez a jelenség arra utal, hogy a levegőben lebegő mikroműanyag részecskék befolyásolhatják a felhőképződést, így olyan körülmények között is felhők jöhetnek létre, amelyekben normál esetben nem lennének adottak a feltételek – írja a Live Science a The Conversation folyóiratban megjelent cikk alapján.

A mikroműanyagok a felhőképződésre is hatással lehetnek.
Fotó: dpa Picture-Alliance via AFP

A mikroműanyagok hatása az időjárásra és az éghajlatra

A jégkristályok kialakulása a felhőkben komoly hatással lehet az időjárásra és az éghajlatra, mivel a csapadék legtöbbször jégszemcsékből indul ki. A nem trópusi övezetekben számos felhő a légkör magasabb tartományaiba nyúlik, ahol a hideg levegő megfagyasztja a vízgőzt. Amikor jég keletkezik, a jégkristály gőzt von el a környező vízcseppektől. Idővel a kristályok túlságosan nehézzé válnak, és eső vagy hó formájában lehullanak. Ha a jég nem alakul ki, a felhők elpárolognak, és nem jön létre csapadék.

Bár az iskolában úgy tanuljuk, hogy a víz 0 Celsius-fokon fagy meg, ez nem minden esetben igaz: ha nincs olyan részecske, amelyhez a vízmolekulák kötődhetnének (azaz nem tudnak „magot” képezni), a víz akár -38 Celsius-fokig is hűlhet anélkül, hogy megfagyna. Ahhoz, hogy a víz fagyása magasabb hőmérsékletben végbemenjen, szükség van egy olyan anyag jelenlétére a cseppekben, amely nem tud feloldódni, és így magot képez a jégkristályok kialakulásakor. 

A kutatás szerint a levegőben található mikroműanyag részecskék betölthetik ezt a szerepet, ami akár a csapadékképződést is fokozhatja.

A felhők hatása a Föld energiamérlegére

A felhők az időjárást és az éghajlatot számos módon befolyásolják; visszaverik a beérkező napsugárzást, ez hűtő hatást fejt ki a bolygónkra, ugyanakkor elnyelik a Föld felszínéről kibocsátott sugárzást, ami viszont melegítő hatású. A visszavert napsugárzás mennyisége attól függ, hogy a felhőben mennyi a folyékony vízcseppek és jégkristályok aránya. 

Ha a mikroműanyagok növelik a jégkristályok jelenlétét a felhőkben a folyékony vízcseppekhez képest, a változás befolyásolhatja a Föld energiamérlegét, és ezáltal a klímáját.

Hogyan vizsgálták a felhőkben lévő mikroműanyagokat?

A kutatók négy, a légkörben gyakran előforduló műanyagfajtát vizsgáltak: 

• alacsony sűrűségű polietilént (LDPE), 
• polipropilént (PP), 
• polivinil-kloridot (PVC) 
• és polietilén-tereftalátot (PET). 

Mindegyiket tesztelték tiszta állapotban, valamint UV-fénynek, ózonnak és savaknak is kitették őket. Mivel ezek az anyagok jelen vannak a légkörben, befolyásolhatják a mikroműanyagok összetételét.

Mikroműanyagok vizsgálata
Fotó: Science Photo Library via AFP

A kísérletek során a mikroműanyag-szemcséket kis vízcseppekben oszlatták el, majd az így létrehozott szennyezett cseppeket fokozatosan hűtötték, miközben figyelték, milyen hőmérsékleten fagynak meg. A kutatók emellett a műanyagszemcsék felületét is vizsgálták, mivel a jégképződéshez szükséges kristályosodás függhet a mikroműanyagok felületének kémiai tulajdonságaitól.

A kutatási eredmények azt mutatták, hogy a vizsgált műanyagok többsége -22 Celsius-fokra lehűtve már 50%-os arányban jégkristályokká alakult.

Ezek a megállapítások egybecsengenek egy korábbi kanadai vizsgálattal, amely szintén bizonyította, hogy egyes mikroműanyagok magasabb hőmérsékleten is előidézhetik a jégképződést, mint a tiszta vízcseppek.

Érdekes módon a UV-sugárzásnak, ózonnak és savaknak való kitettség csökkentette a jégképződés hatékonyságát, ami arra utal, hogy a folyamat érzékeny a mikroműanyag részecskék felületi kémiai változásaira. 

Azonban még ezek a módosított műanyag részecskék is képesek voltak jégkristályokat produkálni.

Vannak még megválaszolatlan kérdések

Ahhoz, hogy a kutatók pontosan megértsék, miként befolyásolják a mikroműanyagok az időjárást és az éghajlatot, olyan további vizsgálatokra van szükség, amelyek a felhőképződéshez szükséges magasságokban mérik a mikroműanyagok koncentrációját. Ezenkívül fontos meghatározni, hogy a mikroműanyagok mennyisége hogyan aránylik más jégképződést elősegítő részecskékhez, például ásványi porszemcsékhez vagy biológiai részecskékhez (mint a pollen vagy baktériumok). Ezek az adatok lehetővé tennék a kutatók számára, hogy modellezzék a mikroműanyagok felhőképződésre gyakorolt hatását. A jövőbeli kutatások során a tudósok azt tervezik, hogy olyan műanyagokat is vizsgálnak, amelyek adalékanyagokat, például lágyítószereket és színezőanyagokat tartalmaznak.