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近日，中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所的王大偉研究員團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合南方科技大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、英國(guó)阿伯丁大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院，在海底峽谷濁流物質(zhì)輸運(yùn)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以“How does plastic litter accumulate in submarine canyons?”為題，在地球科學(xué)領(lǐng)域的自然指數(shù)（Nature Index）頂級(jí)期刊Geophysical Research Letters上發(fā)表。

據(jù)估計(jì)，每年有超過(guò)1000萬(wàn)噸的塑料垃圾進(jìn)入到海洋，并遍布全球海洋海底，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成了巨大影響，塑料垃圾污染已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。然而，深海塑料垃圾搬運(yùn)和沉積模式并不完全清楚。在2018至2020年執(zhí)行的西沙海槽科學(xué)考察航次中，利用“深海勇士”載人深潛器，發(fā)現(xiàn)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(cè)是沿海底峽谷流動(dòng)的濁流“產(chǎn)物”（Zhong and Peng, 2021，https://doi.org/10.1130/G48536.1）。

不同濃度條件下濁流的水動(dòng)力和沉積特征

(A) 峽谷地形圖；(B) 弗勞德數(shù)；(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(xué)考察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)峽谷濁流的沉積動(dòng)力過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過(guò)計(jì)算弗勞德數(shù)、剪切流速、海底地形凹度（圖1），對(duì)海底峽谷濁流調(diào)控作用下的塑料垃圾搬運(yùn)和堆積機(jī)制進(jìn)行了深入研究，得到了以下新認(rèn)識(shí)：（1）在空間分布上，濁流沉積物的模擬結(jié)果與觀測(cè)結(jié)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(guò)程；（2）在濁流流動(dòng)剖面上，沖坑等凹度較大的海底負(fù)地形將導(dǎo)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(dòng)力過(guò)程，提出了海底峽谷濁流調(diào)控作用下的塑料垃圾搬運(yùn)和沉積新機(jī)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(gè)新視角。

南方科技大學(xué)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(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、深圳市自然科學(xué)基金和深圳市科技重大專項(xiàng)的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024GL110767