Nhựa đã được tìm thấy trong đất, nước, cây trồng và dưới đáy đại dương. Và trong những năm gần đây, một số nghiên cứu đã gợi ý rằng vi nhựa (các mảnh có chiều dài dưới 5 mm) và nhựa nano (nhỏ hơn khoảng 1,000 nanomet) đã được vận chuyển một quãng đường dài trong không khí. Chẳng hạn, năm 2019, các nhà nghiên cứu tìm thấy vi hạt nhựa ở dãy núi Pyrenees đã đến do mưa hoặc tuyết rơi. Vào năm 2020, Janice Brahney của Đại học Bang Utah và bốn đồng tác giả đã xuất bản một nghiên cứu nổi tiếng Khoa học giấy tiết lộ lượng lớn nhựa trong các khu vực được liên bang bảo vệ của Hoa Kỳ. Brahney đã tình cờ tìm thấy miếng nhựa; cô ấy đã tìm kiếm phốt pho, nhưng bị bất ngờ bởi tất cả các mẩu cặn đầy màu sắc trong các bộ lọc trên mặt đất của mình. Nghiên cứu của cô đã dẫn đến một loạt các tiêu đề cảnh báo, "Trời đang mưa nhựa."

Bộ dữ liệu mở rộng tại Hoa Kỳ của Brahney cũng mở ra cơ hội cho các nhà lập mô hình tìm ra chính xác tất cả nhựa này đến từ đâu. “Đó là một bộ dữ liệu thực sự đẹp,” Natalie Mahowald của Đại học Cornell, người đã thực hiện công việc mô hình.

Mahowald lấy nồng độ nhựa mà Brahney đã lập danh mục và lập bản đồ chúng dựa trên các mô hình khí quyển và các nguồn nhựa đã biết, bao gồm đường xá, bụi nông nghiệp và đại dương. Trên những con đường, lốp xe và phanh ném hạt vi nhựa vào không khí. Mahowald lưu ý rằng nhựa cuốn theo bụi nông nghiệp, một phần từ nhựa được sử dụng trên các cánh đồng nông trại và một phần do mọi người ném quần áo lông cừu vào máy giặt: nước thải chảy đến các nhà máy xử lý để tách chất rắn ra khỏi chất lỏng và khoảng một nửa số chất rắn sinh học được gửi đi đến các trang trại để sử dụng làm phân bón. Đối với đại dương, Mahowald nói, những khối nhựa lớn ở những nơi như Pacific Gyre phân hủy thành những mảnh siêu nhỏ, sau đó nổi lên bề mặt và bị cuốn vào không khí do nước cắt và vỡ bong bóng khí.

Các mảnh nhựa hiện được tìm thấy trong phổi người. Một nhà khoa học cho biết: “Chúng tôi chắc chắn đang hít thở chúng ngay bây giờ.

Mô hình của Mahowald kết luận rằng ở miền tây Hoa Kỳ, 84% vi nhựa đến từ đường xá, 5% từ bụi nông nghiệp và 11% từ đại dương. Nhựa rất nhẹ đến nỗi thậm chí những khối có bề ngang hàng chục micromet — chiều rộng của một sợi tóc người — cũng có thể được nâng lên và thổi bay đi một khoảng cách rất xa. Mô hình tiết lộ rằng một số nhựa này đã được tìm thấy hàng ngàn dặm từ nguồn giả định của nó. Các mảnh càng nhỏ, chúng có thể ở trên cao càng lâu.

Mặc dù các mảnh nhựa riêng lẻ có thể tồn tại trong không khí chỉ trong vài giờ, vài ngày hoặc vài tuần, nhưng có rất nhiều thứ được tung lên liên tục đến mức luôn có một số trong không khí: đủ để các mảnh nhựa hiện cũng được tìm thấy trong phổi của con người. Mahowald nói: “Chúng tôi chắc chắn đang hít thở chúng ngay bây giờ.

Tìm ra chính xác có bao nhiêu nhựa trên bầu trời của chúng ta là vô cùng khó khăn. Hầu hết các nghiên cứu này được thực hiện bằng cách cẩn thận gỡ các mảnh nhựa ra khỏi bộ lọc và kiểm tra chúng dưới kính hiển vi để ước tính hình dạng và màu sắc, sau đó sử dụng các kỹ thuật quang phổ để xác nhận vật liệu gốc của chúng. Các mảnh càng nhỏ, chúng càng khó xác định. Các nghiên cứu cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự nhiễm bẩn: chẳng hạn như bước vào phòng thí nghiệm mặc một chiếc áo len lông cừu, có thể làm sai lệch kết quả do các vi sợi nhựa bị bong ra.

Gần chục nghiên cứu đã chỉ ra nồng độ vi nhựa trong không khí dao động từ 0.01 hạt trên một mét khối ở phía tây Thái Bình Dương đến vài nghìn hạt trên một mét khối ở London và Bắc Kinh. Revell cho biết, các thành phố có mức độ ô nhiễm cao hơn có thể thực sự ô nhiễm hơn, nhưng cũng đúng là những nghiên cứu đó đã sử dụng một kỹ thuật nhạy cảm hơn có thể xác định các mảnh nhựa nhỏ hơn (có kích thước dưới 10 micromet). Các nghiên cứu khác sẽ bỏ sót những mảnh nhỏ hơn như vậy, chiếm khoảng một nửa số nhựa được tìm thấy trong các nghiên cứu ở London và Bắc Kinh.

Trong phòng thí nghiệm, các thử nghiệm sơ bộ cho thấy các mảnh nhựa bị đập có thể là chất tạo mây hiệu quả.

Nồng độ của nhựa nano trong không khí thậm chí còn ít được hiểu hơn. Nhà hóa học khí quyển Zamin Kanji, đồng nghiệp của Mitrano tại ETH Zürich, cho biết những con số đang trôi nổi ngày nay có khả năng bị “đánh giá thấp đáng kể”.

Mahowald cho biết hiện tại, tỷ lệ nhựa trong tổng số sol khí trong không khí là rất nhỏ, vì vậy nhựa không đóng góp nhiều vào tác động khí hậu của sol khí. Ngay cả ở London và Bắc Kinh, nhựa có thể chỉ chiếm một phần triệu trong tổng số sol khí. Nhưng sản xuất nhựa và sự tích tụ nhựa trong môi trường vẫn tiếp tục gia tăng. Mahowald nói, “Mọi chuyện sẽ chỉ trở nên tồi tệ hơn thôi.”

Điều đó đặc biệt đúng ở những khu vực ít ô nhiễm hơn - như trên các đại dương ở Nam bán cầu, Kanji nói. Vì nhựa có khả năng di chuyển xa hơn so với các sol khí dày đặc hơn khác, nên nó có thể trở thành chất gây ô nhiễm không khí chiếm ưu thế ở những khu vực nguyên sơ hơn. Bài báo của Brahney và Mahowald kết luận rằng nhựa hiện chiếm chưa đến 1% sol khí do con người tạo ra rơi xuống mặt đất nhưng “đáng báo động” là chúng có thể chiếm hơn 50% sol khí rơi xuống một số vùng của đại dương theo chiều gió từ các nguồn nhựa.

Chính xác cách sol khí ảnh hưởng đến khí hậu là một điểm mấu chốt quan trọng trong các mô hình khí hậu và nhiều chi tiết vẫn chưa được biết. Các sol khí khác nhau có thể thay đổi khí hậu bằng cách phản xạ hoặc hấp thụ ánh sáng mặt trời, điều này có thể phụ thuộc một phần vào màu sắc của chúng. Ví dụ, bồ hóng đen có xu hướng làm nóng lên, trong khi muối phản xạ và làm mát. Sol khí có thể đáp xuống mặt đất và thay đổi suất phản chiếu, hay hệ số phản xạ, của băng và tuyết.

Sol khí cũng ảnh hưởng đến sự hình thành mây: các phần và mảnh khác nhau có thể tạo ra các giọt nước hoặc băng ngày càng nhỏ hơn, tạo ra các loại mây khác nhau ở các độ cao khác nhau tồn tại trong các khoảng thời gian khác nhau. Những đám mây băng giá, mỏng, ở độ cao cao có xu hướng làm ấm bề ​​mặt Trái đất giống như một tấm chăn, trong khi những đám mây sáng và mịn ở độ cao thấp có xu hướng phản chiếu ánh sáng mặt trời và làm mát Trái đất.

Mặc dù rất nhỏ, sol khí có ảnh hưởng lớn đến khí hậu. Nhìn chung, âm u của sol khí do con người tạo ra trên bầu trời đã có tác dụng làm mát đáng kể kể từ Cách mạng Công nghiệp (không có chúng, sự nóng lên toàn cầu sẽ 30% 50 lớn hơn ngày nay). Và chúng ảnh hưởng nhiều hơn đến thời tiết khắc nghiệt so với khí nhà kính: chẳng hạn, một thế giới ấm lên bằng cách loại bỏ các sol khí sẽ có nhiều lũ lụt và hạn hán hơn so với một thế giới nóng lên cùng một lượng CO2.

Revell và các đồng nghiệp của cô ấy lấy một nhát dao khi cố gắng lập mô hình cách vi nhựa có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ bằng cách phản xạ hoặc hấp thụ ánh sáng mặt trời, một phép tính về cái được gọi là “lực bức xạ”. Để đơn giản, họ cho rằng nhựa luôn trong suốt, mặc dù điều đó không đúng (và vật liệu sẫm màu hơn có xu hướng hấp thụ nhiều ánh sáng mặt trời hơn) và nồng độ toàn cầu đồng đều là một hạt trên một mét khối, thấp hơn khoảng 1,000 lần hơn nồng độ được đo ở, chẳng hạn, London.

Với những giả định đó, Revell nhận thấy rằng tác động trực tiếp của nhựa đối với lực bức xạ là “nhỏ đến mức không đáng kể”. Nhưng, điều quan trọng là, nếu nồng độ đạt tới 100 hạt trên một mét khối (mà chúng đã có ở nhiều điểm), thì nhựa có thể có cường độ bức xạ cưỡng bức tương đương với một số sol khí đã được đưa vào đánh giá của Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu. Nói cách khác, nhựa trở nên đáng chú ý. Nhưng liệu chúng có làm ấm hay làm mát Trái đất hay không thì vẫn chưa được biết.

Sol khí thường có tác động lớn hơn đến khí hậu thông qua ảnh hưởng của chúng đối với các đám mây. Hạt nhựa nguyên sinh, ghi chú Kanji, đẩy nước và do đó không có khả năng ảnh hưởng đến các đám mây. Nhưng nhựa có thể “già đi” chỉ trong vài giờ, Kanji nói, trong quá trình vận chuyển lên bầu trời: nó có thể bị mài mòn hoặc có thể tích tụ muối từ đại dương và các hóa chất khác từ khí quyển, tất cả đều có thể làm cho các hạt trở nên nhiều hơn. ưa nước. Các mảnh nhựa cũng có thể chứa các ngóc ngách, giúp hình thành băng.

Trong phòng thí nghiệm, học sinh của Kanji, Omar Girlanda, đã tiến hành các thử nghiệm sơ bộ cho thấy rằng trong những điều kiện khắc nghiệt như vậy, các mảnh nhựa có thể tạo mây hiệu quả. Kanji nói: “Một số trong số chúng tốt như các hạt bụi khoáng chất, đó là hạt nhân băng hiệu quả, nổi tiếng nhất hiện có.”

Kanji cho biết bầu trời bị ô nhiễm nặng bởi nhựa có thể sẽ tạo ra nhiều đám mây băng ở độ cao lớn hơn, có xu hướng làm ấm bề ​​mặt Trái đất và nhiều đám mây nước ở độ cao thấp hơn, có xu hướng làm mát Trái đất. Hiệu ứng nào sẽ chiếm ưu thế vẫn chưa được biết. Kanji nói: “Không có ý nghĩa gì khi lập mô hình cho nó vào lúc này, do những ước tính kém mà chúng tôi có về nhựa [khí quyển]”. Nhựa cũng có thể ảnh hưởng đến các kiểu mưa: Kanji nói, nói chung, những đám mây ô nhiễm nhiều hơn có xu hướng tồn tại lâu hơn trước khi tạo thành mưa so với những đám mây ít ô nhiễm hơn, và sau đó chúng mưa nhiều hơn.

Revell và các đồng nghiệp của cô ấy hiện đang cắt giảm các giả định trong bài báo của họ, đưa ra các phép tính chi tiết hơn để ước tính thực tế hơn về nồng độ, màu sắc và kích cỡ của nhựa. Cô nói: “Tất cả những gì chúng tôi biết là vấn đề sẽ không sớm biến mất. “Những loại nhựa này tồn tại rất lâu. Chúng đang phân hủy và chúng sẽ hình thành các hạt vi nhựa mới trong nhiều thế kỷ. Chúng tôi chỉ không biết vấn đề mà chúng tôi đã cam kết giải quyết lớn đến mức nào.”