Kunststof is overal. Ze zijn in ons water, in ons eten, en zelfs in de lucht die we inademen. Ze komen voor in afgelegen gletsjers en diep in de oceaan.

En plastic bestaat grotendeels uit koolstof, die vrijkomt in het milieu wanneer dat afval afbreekt. Dus toen Aron Stubbins lezingen aan het plannen was over de koolstofcyclus van de aarde, hij besloot te kijken hoeveel koolstof die kunststoffen aan de natuurlijke systemen van onze planeet toevoegden.

Wat hij vond was "verrassend, " zegt Stubbins, hoogleraar mariene en milieuwetenschappen, scheikunde en chemische biologie, en civiele en milieutechniek in Northeastern. "Het was duidelijk dat er een aantal omgevingen waren waarin kunststoffen nu een aanzienlijk deel van de koolstof uitmaken. Er is net zoveel plastic-koolstof als er natuurlijke koolstof is in sommige ecosystemen."

Dus nam Stubbins contact op met andere collega's die kunststoffen en natuurlijke sedimentcycli bestuderen om zijn berekeningen te bevestigen en de implicaties te bespreken. Met hun inbreng Stubbins maakte een schets van de wereldwijde plastic-koolstofcyclus, en berekende verder de hoeveelheid koolstof die kunststoffen toevoegen aan de omgevingen die ze vervuilen. Hun resultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap vorige week.

"We hebben naast de natuurlijke koolstofcyclus een nieuwe materiaal-plastic-koolstofcyclus toegevoegd, " zegt Stubbins. De implicaties daarvan zijn nog onbekend, hij zegt, maar zoveel koolstof die door plasticvervuiling in de natuurlijke omgeving wordt geïntroduceerd, kan een rimpeleffect hebben op levensvormen, ecosystemen, en zelfs het klimaat van de planeet.

Rond 1950 begon de productie en het gebruik van plastic. Stubbins gevonden, de hoeveelheid koolstof in kunststoffen die was gemaakt, overtrof de totale hoeveelheid bij alle mensen op aarde. Tegen 1994, koolstof afkomstig van plastic overtrof de hoeveelheid van het chemische element in alle dieren. We zijn allemaal, ten slotte, op koolstof gebaseerde levensvormen. "De kunststoffen stapelen zich gewoon op, " hij zegt.

Dat koolstof afkomstig van plastic opduikt in allerlei ecosystemen over de hele wereld, maar enkele van de meest significante accumulatie vindt plaats in de oppervlaktewateren van subtropische oceaanstromingen, waar oceaanstromingen op zo'n manier circuleren dat drijvende materialen zich ophopen in een soort patch.

En die delen van de oceaan zijn van nature koolstofarm, zegt Stubbins. Dus, als de plastics die daar terechtkomen oplossen en hun koolstof afgeven aan dat ecosysteem, het zou de chemie daar aanzienlijk kunnen veranderen.

Het is mogelijk dat het ook het klimaat verandert, hij voegt toe. Dat komt omdat een dunne laag op het oppervlak van de oceanen een belangrijke rol speelt bij de uitwisseling van materiaal tussen de oceaan en de atmosfeer. De aerosolen en sporengassen die bij die uitwisseling betrokken zijn, kunnen "de atmosferische chemie veranderen, die het klimaat kunnen veranderen, "zegt hij. "Dus als er een hoge concentratie plastic is in die specifieke laag aan de oppervlakte van de zee, dan kan dat gevolgen hebben voor de lagere atmosfeer."

Voor wetenschappers die de natuurlijke koolstofcyclus en klimaatverandering proberen te begrijpen, de aanwezigheid van zoveel koolstof afkomstig van plastic zou hun berekeningen kunnen verstoren, zegt Stubbins. "We denken dat we alleen natuurlijke organische stoffen meten, en dus als we tegelijkertijd plastic meten, dan vertekent dat onze gegevens. We moeten ons er dus van bewust zijn dat er mogelijk plastic in onze monsters zit, vooral in deze systemen."

Er valt nog veel te leren over hoe kunststoffen de natuurlijke systemen van de aarde beïnvloeden, zegt Samuel Muñoz, universitair docent mariene en milieuwetenschappen, en civiele en milieutechniek in Northeastern. Een vraag waar hij vooral door geïntrigeerd is, is hoe de stroom van sedimenten over de hele wereld verandert met stukjes plastic erin.

"We hebben meer dan een eeuw geprobeerd te begrijpen hoe sediment door de omgeving beweegt, "zegt hij. "En nu is er dit hele andere materiaal dat is, in sommige plaatsen, redelijk belangrijk. Maar de mechanismen waarmee het beweegt zullen anders zijn. Soms zal het drijven in plaats van zinken. Soms kan het gemakkelijker in de lucht worden. Soms zal het niet zo gemakkelijk bezinken in een waterkolom als sediment."

"Ja, plastic is overal, maar er is veel dat we niet over hen weten, " Zegt Muñoz. "Ik zie dit artikel bijna als een oproep aan wetenschappers" om de talloze manieren te achterhalen waarop dit materiaal de systemen van de aarde verandert.