Облака по-разному воздействуют на погоду и климат Земли. Но оказывается, на сами облака уже воздействуют отходы человеческой деятельности. Недавнее исследование показывает, что в эти скопления водяного пара в атмосфере могут проникать микрочастицы пластика. Это вызывает аномалии в процессе формирования облаков и дальнейшего выпадения осадков.
Его частицы способствуют зарождению ледяных кристаллов
Микропластик — маленькие частицы пластика размером менее 5 миллиметров — уже находят в самых отдалённых уголках планеты, от глубин Марианской впадины до снежных вершин Гималаев. Его обнаруживали в человеческом мозге, желудках морских черепах и корнях растений.
Новое исследование учёных из Университета штата Пенсильвания (США), опубликованное в журнале ACS ES&T Air, посвящено влиянию микропластика на погоду и климат. Оказалось, что его частицы способствуют зарождению ледяных кристаллов в облаках, что отражается на характере осадков, прогнозе погоды и даже безопасности авиаперелётов.
«В течение двух последних десятилетий микропластик находили повсюду. И теперь нам предстоит понять, как он взаимодействует с климатической системой планеты, поскольку мы смогли показать, что он может вызывать образование облаков», — говорит соавтор исследования, профессор Мириам Фридман из Университета штата Пенсильвания.
Температура замерзания повысилась на 5-10 °C
В лабораторных условиях было изучено, как взаимодействуют с водяными парами, аэрозолями и микроскопическими каплями влаги микрочастицы четырёх самых популярных полимеров: полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и полиэтилентерефталата. Их мельчайшие фрагменты способны подниматься высоко в атмосферу вместе с испаряющейся с поверхности океана водой.
Учёные провели эксперимент. Они распределили эти четыре вида пластика в каплях воды и медленно охлаждали их, наблюдая, как частицы полимеров влияют на образование льда.
Так выяснилось, что средняя температура замерзания воды повысилась на 5-10 °C по сравнению с каплями, где не было пластика. Со школьной скамьи мы знаем, что вода замерзает при температуре 0 °C, но это не всегда так. При определённых условиях она может быть переохлаждена до минус 38 °C, однако любой инородный объект, попав в каплю, способен стать центром кристаллизации льда, заставив её замёрзнуть при более высокой температуре. Таким объектом может быть пыль или микроб, а может и микропластик.
«В нашем эксперименте 50% капель замерзали уже при температуре минус 22 °C у большинства исследуемых пластиков. Дело в том, что если ввести в каплю нерастворимое вещество, оно станет зародышем льда», — объясняет другой автор исследования, аспирантка Университета штата Пенсильвания Хайди Буссе.
Учёные пока сами не понимают последствий
Что же это значит? Мириам Фридман уверена, что микропластик уже оказывает влияние на погоду и климат.
«Когда воздушные потоки поднимают капли в атмосферу и там охлаждают их, микропластик способствует более быстрому образованию льда в облаках, — отмечает она. — В загрязнённой среде с большим количеством аэрозольных частиц из микропластика влага распределяется так, что образуется больше капель. Сначала они мелкие, но потом становятся достаточно большими, чтобы упасть. Как следствие, мы получаем более интенсивные осадки».
Облака по-разному влияют на климат Земли. Они могут охлаждать планету, отражая солнечное излучение, но на определённых высотах могут удерживать выделяемое ею тепло. Раз микропластик влияет на формирование облаков, значит, он должен влиять и на климат в целом. Но смоделировать этот эффект очень сложно. Авторы исследования сами признаются, что пока не понимают последствий этого явления.
Сейчас они хотят изучить влияние различных добавок в пластиковые материалы — например, пластификаторов. Эти химические соединения тоже могут влиять на атмосферные процессы.
«Теперь мы знаем, что пластмассы, которые мы используем каждый день, способны менять физические и оптические свойства облаков, а значит, и климат. Но нам ещё только предстоит узнать, какое именно воздействие они оказывают», — резюмирует Хайди Буссе.