Modellierung der Säuberung des North Pacific Garbage Patch basierend auf 3 Jahren operativer Erfahrung

Warum uns ein weit entferntes Müllfeld betrifft

Weit entfernt von jeglicher Küste haben Strömungen im Nordpazifik gewaltige Mengen an treibendem Plastik zu dem zusammengetragen, was als North Pacific Garbage Patch bekannt ist. Obwohl es weit offshore liegt, schädigt diese langsam wachsende Trümmeransammlung Meereslebewesen, verteilt giftige Chemikalien und gefährdet die Ökosystemdienstleistungen, auf die die Menschheit angewiesen ist – von Fischbeständen bis zur Klimaregulation. Dieses Papier stellt eine sehr praktische Frage: Basierend auf Echtwelt-Testdaten, ist es technisch und wirtschaftlich realistisch, den Großteil dieses treibenden Plastiks innerhalb eines Jahrzehnts zu entfernen?

Ein riesiges Reinigungs-Experiment auf See

Um das zu untersuchen, bauen die Autoren auf drei Jahren groß angelegter Tests von The Ocean Cleanup auf, einer gemeinnützigen Organisation, die Technik entwickelt, um treibendes Plastik auf dem offenen Ozean zu sammeln. Ihr System ist eine lange, U-förmige schwimmende Barriere, die von zwei Schiffen langsam geschleppt wird und Trümmer in eine zentrale, netzartige „Retention Zone“ lenkt, die an Deck geholt und entleert werden kann. Zwischen 2018 und Ende 2024 entfernten diese Systeme über eine halbe Million Kilogramm Plastik aus dem North Pacific Garbage Patch und lieferten damit seltene, detaillierte Messdaten darüber, wie viel Plastik tatsächlich vorhanden war und wie effizient es eingefangen werden konnte.

Wie viel Plastik wirklich dort draußen ist messen

Da niemand das gesamte Müllfeld direkt wiegen kann, kombiniert das Team seine Fangdaten mit einem Computermodell, das virtuelle Plastikpartikel auf realen Meeresströmungen verfolgt. Sie kalibrieren das Modell mit 72 gut dokumentierten Säuberungsperioden, in denen sowohl die durchfahrende Fläche als auch die zurückgewonnene Trockenmasse an Plastik bekannt sind. Außerdem führen sie Tests mit markierten Plastikteilen durch, die vor dem System freigesetzt wurden, um zu schätzen, wie viele Objekte, die in die durchfahrende Fläche gelangen, tatsächlich zurückgehalten werden, und wie Wind und Wellen diese „Retention-Effizienz“ beeinflussen. Durch das Abstimmen des Modells, bis es die beobachteten Fangraten reproduziert, schätzen sie, dass das Patch derzeit auf der Größenordnung von zehntausenden Tonnen treibendem Plastik größer als ein paar Millimeter liegt, verteilt auf etwa 1,6 Millionen Quadratkilometer.

Simulation einer Flotte, die das Feld bearbeitet

Mit diesem kalibrierten Bild simulieren die Autoren, was passieren würde, wenn eine Flotte von 10 bis 20 Systemen ähnlicher Bauart zwischen 2027 und 2037 operierte. Die virtuellen Systeme bewegen sich durch ein detailliertes Meeresströmungsfeld, schleppen weite Spannweiten mit realistischen Geschwindigkeiten und arbeiten den Großteil der Zeit, wie bei den realen Einsätzen. Entscheidend testet die Studie verschiedene Steuerungsstrategien der Flotte: zufälliges Umherfahren innerhalb des Müllfelds; aktives Jagen lokaler „Hotspots“ hoher Plastikdichte; oder das Befolgen computeroptimierter Routen, die Begegnungen mit dichten Trümmerstreifen maximieren. Sie variieren außerdem, wie schnell das Plastik in der Region weiterhin zunimmt und wie effizient die Reinigungsausrüstung wird, falls ihr Design verbessert wird.

Wie viel kann realistisch entfernt werden?

Das Modell legt nahe, dass die Steuerungsstrategie der wichtigste Hebel für die Leistung ist. Wenn die Systeme zufällig umherwandern, könnten sie in zehn Jahren nur etwa ein Drittel bis die Hälfte des Plastiks größer als ein halber Zentimeter entfernen. Werden sie jedoch auf Hotspots ausgerichtet, steigt der entfernte Anteil deutlich an. Mit einer optimierten Routenplanung und verbesserter Retention-Effizienz (etwa 70 % gegenüber den bisher gemessenen rund 40 %) könnte eine Flotte von 10–20 Systemen innerhalb eines Jahrzehnts mehr als 80 % der treibenden Plastikmasse im Kern des Patches entfernen und bis zu etwa 180.000 Tonnen bergen. Die Säuberung ist jedoch deutlich weniger wirksam bei kleineren Fragmenten knapp oberhalb der Maschenweite, die weiterhin entstehen, wenn größere Stücke langsam zerfallen. Die Autoren verfolgen daher ebenfalls, wie Plastik zu winzigen Mikroplastiken degradiert, die die aktuellen Systeme nicht erfassen sollen.

Kosten, Kompromisse und die Notwendigkeit, den Zufluss zu stoppen

Um zu bewerten, ob eine solche Säuberung wirtschaftlich plausibel ist, bauen die Autoren ein detailliertes Kostenmodell rund um die notwendigen Unterstützungsschiffe, Treibstoff, Besatzung und Wartung auf. Für die effizientesten Szenarien würde das Erreichen des 80%-Entfernungsziels in der Größenordnung von etwa 1,8 Milliarden Euro kosten; mit heutiger Leistung und weniger ausgefeilter Steuerung könnte der Preis um mehrere weitere Milliarden Euro steigen. Im Vergleich zu Schätzungen des wirtschaftlichen Werts, der durch Plastikschäden an den marinen Ökosystemen dieser Region im nächsten Jahrhundert gefährdet ist, machen diese Reinigungskosten jedoch deutlich unter 1 % aus. Gleichzeitig betonen die Autoren, dass alleinige Säuberungsmaßnahmen das Problem nicht lösen können: Wenn die Plastikzuflüsse von Land und aus Seeaktivitäten nicht deutlich reduziert werden, erreicht das System schließlich ein Plateau, bei dem neue Trümmer schneller eintreffen, als sie entfernt werden können.

Was das für den Ozean der Zukunft bedeutet

Kurz gesagt kommt die Studie zu dem Schluss, dass das Entfernen des Großteils des treibenden Plastiks im North Pacific Garbage Patch technisch erreichbar und im weiteren Sinne bezahlbar ist – vorausgesetzt, die Systeme werden intelligent gesteuert und ihr Design verbessert sich weiter. Das Entfernen von rund 80 % der größeren Trümmer würde wahrscheinlich den Druck auf Meeresschildkröten, Seevögel, Fische und andere Wildtiere verringern und dazu beitragen, die Rolle des Ozeans bei Klimaregulation und Nahrungsmittelproduktion zu schützen. Nachhaltiger Erfolg erfordert jedoch einen doppelten Ansatz: groß angelegte Offshore-Reinigungen, um mit dem langlebigen Altplastik zurechtzukommen, das bereits offshore ist, und starke globale Maßnahmen, um den Zustrom neuen Plastiks ins Meer zu reduzieren. Ohne beides wird das Müllfeld — und der von ihm verursachte Schaden — über Generationen hinweg bestehen bleiben.

Zitation: Sainte-Rose, B., Lebreton, L., Pham, Y. et al. Modelling the cleanup of the North Pacific Garbage Patch based on 3 years of operational experience. Sci Rep 16, 8050 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40859-y

Schlüsselwörter: Verschmutzung der Meere durch Plastik, North Pacific Garbage Patch, Ozean-Reinigungstechnologie, Modellierung treibender Trümmer, Ökosystemdienstleistungen