海底峽谷濁流調控作用下塑料垃圾搬運和沉積新機制
文章來源：王大偉 | 發布時間：2024-09-25 | 【打印】 【關閉】
近日，中國科學院深海科學與工程研究所的王大偉研究員團隊，聯合南方科技大學、同濟大學、英國阿伯丁大學和倫敦大學學院，在海底峽谷濁流物質輸運研究領域取得新進展，相關成果以“How does plastic litter accumulate in submarine canyons?”為題，在地球科學領域的自然指數（Nature Index）頂級期刊Geophysical Research Letters上發表。
據估計，每年有超過1000萬噸的塑料垃圾進入到海洋，并遍布全球海洋海底，對海洋生態系統和人類健康造成了巨大影響，塑料垃圾污染已經成為一個嚴峻的生態環境問題。然而，深海塑料垃圾搬運和沉積模式并不完全清楚。在2018至2020年執行的西沙海槽科學考察航次中，利用“深海勇士”載人深潛器，發現了海底峽谷中泓線上、沖刷坑中堆積的大量塑料垃圾，并推測是沿海底峽谷流動的濁流“產物”（Zhong and Peng, 2021，https://doi.org/10.1130/G48536.1）。
不同濃度條件下濁流的水動力和沉積特征
(A) 峽谷地形圖；(B) 弗勞德數；(C) 剪切流速；
(D) 沉積變化特征；(E) 地形剖面凹度；(F) 塑料垃圾密度剖面。
在西沙海槽科學考察數據的基礎上，研究團隊對峽谷濁流的沉積動力過程進行了數值模擬，通過計算弗勞德數、剪切流速、海底地形凹度（圖1），對海底峽谷濁流調控作用下的塑料垃圾搬運和堆積機制進行了深入研究，得到了以下新認識：（1）在空間分布上，濁流沉積物的模擬結果與觀測結果高度重合，表明沖刷坑中的塑料垃圾極有可能與濁流沉積物具有相同的沉積過程；（2）在濁流流動剖面上，沖坑等凹度較大的海底負地形將導致濁流剪切流速迅速減小，是沖坑塑料垃圾堆積的主要原因。本研究重建了海底峽谷濁流的沉積動力過程，提出了海底峽谷濁流調控作用下的塑料垃圾搬運和沉積新機制，為研究全球其他海底峽谷塑料垃圾的堆積模式提供了一個新視角。
南方科技大學的博士研究生楊宇平是論文第一作者，王大偉研究員和徐景平教授為共同通訊作者。該研究成果得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、深圳市自然科學基金和深圳市科技重大專項的支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024GL110767
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