Τα σύννεφα σχηματίζονται όταν οι υδρατμοί – ένα αόρατο αέριο στην ατμόσφαιρα – προσκολλώνται σε μικροσκοπικά αιωρούμενα σωματίδια, όπως η σκόνη, και μετατρέπονται σε σταγονίδια υγρού νερού ή σε κρυστάλλους πάγου.

Σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη, αποδεικνύεται ότι τα μικροπλαστικά σωματίδια μπορούν να έχουν τα ίδια αποτελέσματα, παράγοντας παγοκρυστάλλους σε θερμοκρασίες 5 έως 10 βαθμούς Κελσίου θερμότερες από τα σταγονίδια χωρίς μικροπλαστικά.

Αυτό υποδηλώνει ότι τα μικροπλαστικά στον αέρα μπορούν να επηρεάσουν τον καιρό και το κλίμα παράγοντας σύννεφα σε συνθήκες όπου δεν θα σχηματίζονταν διαφορετικά.

Η Miriam Freedman και η Heidi Busse είναι ατμοσφαιρικοί χημικοί που μελετούν τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικοί τύποι σωματιδίων σχηματίζουν πάγο όταν έρχονται σε επαφή με υγρό νερό. Αυτή η διαδικασία, η οποία συμβαίνει συνεχώς στην ατμόσφαιρα, ονομάζεται πυρηνοποίηση.

Τα σύννεφα στην ατμόσφαιρα μπορεί να αποτελούνται από σταγονίδια υγρού νερού, σωματίδια πάγου ή ένα μείγμα των δύο. Στα σύννεφα στη μέση και ανώτερη ατμόσφαιρα, όπου οι θερμοκρασίες κυμαίνονται μεταξύ 0 και μείον 38 °C, οι κρύσταλλοι πάγου σχηματίζονται συνήθως γύρω από σωματίδια ορυκτής σκόνης από ξηρά εδάφη ή βιολογικά σωματίδια, όπως γύρη ή βακτήρια.

Τα μικροπλαστικά έχουν πλάτος μικρότερο από 5 χιλιοστά – περίπου το μέγεθος μιας γόμας μολυβιού. Ορισμένα είναι μικροσκοπικά. Οι επιστήμονες τα έχουν βρει στις βαθιές θάλασσες της Ανταρκτικής, στην κορυφή του Έβερεστ και στο φρέσκο χιόνι της Ανταρκτικής. Επειδή αυτά τα θραύσματα είναι τόσο μικρά, μπορούν εύκολα να μεταφερθούν με τον αέρα.

Γιατί είναι τόσο σημαντικό

Ο πάγος στα σύννεφα έχει σημαντικές επιπτώσεις στον καιρό και το κλίμα, επειδή οι περισσότερες βροχοπτώσεις συνήθως ξεκινούν ως σωματίδια πάγου.

Πολλές κορυφές σύννεφων σε μη τροπικές ζώνες σε όλο τον κόσμο εκτείνονται αρκετά ψηλά στην ατμόσφαιρα ώστε ο ψυχρός αέρας να προκαλεί την ψύξη μέρους της υγρασίας τους. Στη συνέχεια, μόλις σχηματιστεί πάγος, τραβάει υδρατμούς από τα υγρά σταγονίδια γύρω του και οι κρύσταλλοι γίνονται αρκετά βαρείς ώστε να πέσουν. Εάν δεν αναπτυχθεί πάγος, τα σύννεφα τείνουν να εξατμίζονται αντί να προκαλούν βροχή ή χιονόπτωση.

Ενώ τα παιδιά μαθαίνουν στο δημοτικό σχολείο ότι το νερό παγώνει στους 0 °C, αυτό δεν ισχύει πάντα. Χωρίς κάτι για να δημιουργηθούν πυρήνες, όπως σωματίδια σκόνης, το νερό μπορεί να υπερψυχθεί σε θερμοκρασίες έως και μείον 38 °C πριν παγώσει.

Για να συμβεί η ψύξη σε θερμότερες θερμοκρασίες, πρέπει να υπάρχει στη σταγόνα κάποιο υλικό που δεν διαλύεται στο νερό. Αυτό το σωματίδιο παρέχει μια επιφάνεια όπου μπορεί να σχηματιστεί ο πρώτος κρύσταλλος πάγου. Εάν υπάρχουν μικροπλαστικά, θα μπορούσαν να προκαλέσουν το σχηματισμό παγοκρυστάλλων, αυξάνοντας δυνητικά τη βροχή ή τη χιονόπτωση.

Τα σύννεφα επηρεάζουν επίσης τον καιρό και το κλίμα με διάφορους τρόπους. Αντανακλούν την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία μακριά από την επιφάνεια της Γης, γεγονός που έχει ψυκτικό αποτέλεσμα, και απορροφούν μέρος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από την επιφάνεια της Γης, γεγονός που έχει θερμαντικό αποτέλεσμα.

Η ποσότητα του ανακλώμενου ηλιακού φωτός εξαρτάται από το πόσο υγρό νερό έναντι πάγου περιέχει ένα σύννεφο. Εάν τα μικροπλαστικά αυξήσουν την παρουσία σωματιδίων πάγου στα σύννεφα σε σύγκριση με τα σταγονίδια υγρού νερού, αυτή η μετατόπιση της αναλογίας θα μπορούσε να αλλάξει την επίδραση των σύννεφων στο ενεργειακό ισοζύγιο της Γης.

Πώς έγινε η έρευνα

Για να δουν αν τα θραύσματα μικροπλαστικών θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως πυρήνες για σταγονίδια νερού, οι δύο επιστήμονες χρησιμοποίησαν τέσσερις από τους πιο διαδεδομένους τύπους πλαστικών στην ατμόσφαιρα: πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας, πολυπροπυλένιο, χλωριούχο πολυβινύλιο και τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο. Κάθε ένα από αυτά δοκιμάστηκε τόσο σε παρθένα κατάσταση όσο και μετά από έκθεση σε υπεριώδες φως, όζον και οξέα. Όλα αυτά υπάρχουν στην ατμόσφαιρα και θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη σύνθεση των μικροπλαστικών.

Οι ερευνήτριες ανήρτησαν τα μικροπλαστικά σε μικρά σταγονίδια νερού και έψυξαν αργά τα σταγονίδια για να παρατηρήσουν πότε παγώνουν.

Ανέλυσαν επίσης τις επιφάνειες των πλαστικών τεμαχίων για να προσδιορίσουν τη μοριακή δομή τους, καθώς η δημιουργία πυρήνων πάγου θα μπορούσε να εξαρτάται από τη χημεία της επιφάνειας των μικροπλαστικών.

Για τα περισσότερα από τα πλαστικά που μελετήθηκαν, το 50% των σταγονιδίων είχε παγώσει μέχρι τη στιγμή που ψύχθηκαν στους μείον μείον 22 °C. Τα αποτελέσματα αυτά παραλληλίζονται με εκείνα μιας άλλης πρόσφατης μελέτης Καναδών επιστημόνων, οι οποίοι επίσης διαπίστωσαν ότι ορισμένοι τύποι μικροπλαστικών πυρηνοποιούν πάγο σε θερμότερες θερμοκρασίες από ό,τι σταγονίδια χωρίς μικροπλαστικά.

Η έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία, το όζον και τα οξέα έτειναν να μειώνουν τη δραστηριότητα πυρηνοποίησης πάγου στα σωματίδια. Αυτό υποδηλώνει ότι η πυρηνοποίηση πάγου είναι ευαίσθητη σε μικρές χημικές αλλαγές στην επιφάνεια των μικροπλαστικών σωματιδίων. Ωστόσο, αυτά τα πλαστικά εξακολουθούσαν να δημιουργούν πυρήνες πάγου, επομένως θα μπορούσαν να επηρεάζουν την ποσότητα πάγου στα σύννεφα.

Διαβασε ακομα

Μικροπλαστικά ακόμα και στα σύννεφα

Τι παραμένει άγνωστο

Για να κατανοήσουν πώς τα μικροπλαστικά επηρεάζουν τον καιρό και το κλίμα, οι επιστήμονες πρέπει να γνωρίζουν τις συγκεντρώσεις τους στα υψόμετρα όπου σχηματίζονται τα σύννεφα.

Πρέπει επίσης να κατανοήσουν τη συγκέντρωση των μικροπλαστικών σε σύγκριση με άλλα σωματίδια που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν πυρήνες πάγου, όπως η ορυκτή σκόνη και τα βιολογικά σωματίδια, για να δουν αν τα μικροπλαστικά υπάρχουν σε συγκρίσιμα επίπεδα.

Αυτές οι μετρήσεις θα τους επιτρέψουν να μοντελοποιήσουν τον αντίκτυπο των μικροπλαστικών στον σχηματισμό νεφών.

Τα πλαστικά θραύσματα υπάρχουν σε πολλά μεγέθη και συνθέσεις. Σε μελλοντική έρευνα, οι δυο ερευνήτριες σκοπεύουν να εργαστούν με πλαστικά που περιέχουν πρόσθετα, όπως πλαστικοποιητές και χρωστικές ουσίες, καθώς και με μικρότερα πλαστικά σωματίδια.

Με πληροφορίες από The Conversation