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Die Bilder haben sich in unseren Köpfen festgesetzt: mit Plastik vermüllte Strände, im Meerwasser treibende PET-Flaschen, Nylonfischernetze, Campingstühle und vieles mehr. Gemäss Schätzungen landen jedes Jahr 4,8 bis 13 Millionen Tonnen Plastikabfälle im Meer. Tendenz steigend: von 1975 bis 2015 hat die weltweite Plastikproduktion um mehr als 600 Prozent zugenommen. «Von den Zivilisationsabfällen, die ins Meer gelangen, macht Plastik zwischen 60 und 90 Prozent aus», sagt Sonja Bertschi vom Geographischen Institut.
Die Probleme, die der Plastikmüll in den Weltmeeren verursacht, sind vielfältig. Vögel verschlucken Plastikteile und ersticken daran, andere Tiere verheddern sich in alten Fischernetzen, die im Wasser treiben. «Noch schlimmer als diese physikalischen sind die toxischen Effekte von Plastik», sagt Sonja Bertschi. Denn zwischen den Plastik-Polymeren und dem Meerwasser findet eine chemische Reaktion statt. Sie führt dazu, dass sich im Wasser gelöste Giftstoffe und Schwermetalle auf der Plastikoberfläche sammeln und konzentrieren. Fische, die dieses Plastik fressen, akkumulieren solche Schadstoffe.
Die Bilder, die wir aus den Medien kennen, suggerieren, dass die Plastikmassen auf der Wasseroberfläche treiben. «Diese Vorstellung ist allerdings falsch», sagt Sonja Bertschi. Plastik ist zwar ein zähes und langlebiges Material. Dennoch beginnt es sich unter der Einwirkung von Sonnenlicht im Meerwasser zu zersetzen. Viele Plastikabfälle sinken auch ab. So schwimmt also ein grosser Teil des Plastiks nicht auf, sondern unter der Wasseroberfläche. «Was wir sehen, ist nur die Spitze des Eisbergs», sagt Bertschi. Wichtig wäre es, diese sichtbare Spitze von neuerem Plastikmüll einzusammeln, bevor er sich zersetzt. Verschiedene Initiativen, etwa das Projekt Ocean Cleanup, haben dem Plastik im Meer den Kampf angesagt.
Ein Problem dabei ist, dass gar nicht so klar ist, wo die Plastikabfälle im Meer treiben. Zwar weiss man, dass sich der Müll strömungsbedingt an bestimmten Orten, sogenannten Patches, im Meer verdichtet. Diese Stellen sind aber, wiederum je nach Strömung, veränderlich. «Der heutige Kenntnisstand über Menge und Verbreitung des Plastiks basiert grösstenteils auf Daten aus Hochrechnungen und ozeanografischen Strömungsmodellen», sagt Sonja Bertschi. Ein aktuelles, wirklichkeitsnahes Bild der Müll-Patches in den Weltmeeren könnten in Zukunft dagegen Satelliten aus dem All liefern. Sie könnten so wertvolle Hinweise dafür geben, wo die Meerreinigung am lohnendsten ist. Bislang war dies allerdings nicht möglich.
Sonja Bertschi hat sich in ihrer Masterarbeit zusammen mit ihrem Betreuer Andreas Hüni mit der Frage beschäftigt, wie Plastik mit Fernerkundungssensoren erkannt werden kann. Die Geografin hat in verschiedenen Schweizer Gewässern Felder von je hundert Quadratmetern unterschiedlich dicht mit Plastik ausgelegt. Die Müllfelder wurden anschliessend von einem Motorflugzeug, das mit einem Apex-Sensor ausgerüstet ist, aus Flughöhen zwischen 4500 und 6000 Metern überflogen. Der Apex-Sensor wird an der UZH für Fernerkundungsstudien eingesetzt und misst, wie Licht mit Oberflächen interagiert – Pflanzen, Boden, Wasser oder eben Plastik. In ihrem Plastikprojekt haben Sonja Bertschi und Andreas Hüni bestimmte Wellenlängen im Infrarotbereich genutzt, in denen sich Plastik maximal von Wasser, aber auch von anderen Materialien wie etwa Holz unterscheiden lässt. «Unsere Innovation ist nicht der Sensor, den gab es schon vorher, sondern die Datenauswertung», sagt Andreas Hüni. Tatsächlich konnten die Forschenden zeigen, dass sich mit ihrer Methode Plastik im Wasser bis zu einer relativ geringen Dichte von einem Prozent Oberflächenanteil erkennen und messen lässt. Damit belegten die Geografen, dass ihr Verfahren grundsätzlich funktioniert.
Von einem Einsatz in der Praxis sind sie jedoch noch weit entfernt. Denn die Experimente in der Schweiz wurden quasi unter Laborbedingungen durchgeführt. «Wir hatten kaum Wellengang», sagt Sonja Bertschi. Im Meer sind Wellen dagegen der Normalfall. Und Schaumkronen könnten schnell wie Plastikteile aussehen. Die Aufgabe, unter diesen Umständen die Plastikfelder ausfindig zu machen, ist damit ungleich schwieriger. Der nächste Schritt wären folglich Experimente im Meer. Ob es allerdings so weit kommt, ist fraglich. Denn es ist noch offen, ob das Projekt weitergeführt wird.
Die Weltmeere vom Plastik zu befreien, ist ein wichtiges Ziel. Noch besser wäre allerdings, zu vermeiden, dass überhaupt Plastikabfälle ins Meer gelangen, damit Reinigungsaktionen gar nicht erst nötig werden. Während wir eifrig PET-Flaschen recyceln, landet der Plastikmüll in vielen Ländern der Welt auf offenen Deponien oder er wird gar nicht erst gesammelt. Einen Teil dieses Plastiks tragen Wind und Wasser in Flüsse und Seen und so landet er früher oder später im Meer.
Als besonders grosse Plastiksünder gelten China und Südostasien. «Allerdings handeln wir selbst oft nach dem Prinzip: aus den Augen, aus dem Sinn», relativiert Sonja Bertschi. Denn ein Teil des Plastikmülls, der via Südostasien ins Meer gelangt, wurde zuvor aus den USA und Europa dorthin exportiert. In die Entsorgungsinfrastruktur in Fernost zu investieren, sei deshalb eine der effizientesten Strategien, um dem Plastikproblem zu begegnen, schätzt Bertschi.
Wollen wir weg von der PET-Gesellschaft, sind auch Lösungen gefragt, die bei den Verbrauchern ansetzen. «Regulierungen funktionieren nur über das Portemonnaie und über gesetzliche Vorgaben», sagt die Forscherin, «etwa über eine Plastiksteuer oder ein Verbot von Plastikverpackungen.» Und nicht zuletzt besteht die Hoffnung, dass in der Forschung alternative Materialien entwickelt werden, die die Umwelt nicht belasten. Damit das Meer künftig weiterhin aus Wasser und nicht aus Plastik besteht.
