同济大学研究提出超临界浊流地貌控制底栖塑料垃圾搬运和沉积的新观点

上海讯     近日，国际著名地学期刊《地质学》（Geology）第49卷第5期刊发了同济大学海洋与地球科学学院教授钟广法与中科院深海科学与工程研究所研究员彭晓彤的合作研究论文“Transport and accumulation of plastic litter in submarine canyons—The role of gravity flows”。该论文揭示了利用载人深潜技术研究南海西北部一条海底峡谷内底栖塑料垃圾的分布规律及成因，提出了超临界浊流地貌控制底栖塑料垃圾搬运和沉积的新观点。该项研究得到国家自然科学基金项目和国家重点研发计划的资助。

图1中（A-B）多波束地形图，示塑料垃圾堆在冲坑1（A）和冲坑2（B）中的分布。（C-M）典型塑料垃圾堆的深潜照片：（C）冲坑1垃圾堆20，bg为位于该垃圾堆下游翼的一大袋垃圾；（D）C中垃圾堆特写，显示大袋垃圾上游呈叠瓦状分布的片状塑料垃圾；（E-F）冲坑1中塑料与角砾的混合堆积，解释为碎屑流沉积；（G-H）最大垃圾堆（冲坑2垃圾堆17）中段特写，黄色圈出部分为高达5-6米高的树形大垃圾集合体；（I-L）2019年和2020年潜次拍摄到的同一垃圾堆（冲坑2垃圾堆15）的形状和垃圾组份的变化；bo为4-5米高的大漂砾，垃圾堆位于该漂砾上游侧；（K）冲坑2垃圾堆37，位于地形突起（to）上游侧；（L-M）冲坑2最大垃圾堆17下游段。白色箭头代表推测的流体流动方向。垃圾堆位置见图1A-B。（Zhong G,Peng X.Geology,2021.）

同期Geology期刊“研究热点（Research Focus）”栏目专门为这篇论文配发了评论文章“Anthropogenic pollution in deep-marine sedimentary systems—A geological perspective on the plastic problem”。该文由英国曼彻斯特大学地球与环境科学系Ian A. Kane和美国深时研究所Andrea Fildani两位资深科学家共同撰写。Kane和Fildani在评论中，对钟广法和彭晓彤的成果给予高度评价，认为这是一项“惊人的发现”，它表明深海峡谷中底栖塑料垃圾的分布与谷地地貌密切相关，通过垃圾的空间分布可以反推控制垃圾搬运与沉积的深海流体动力学过程。钟广法和彭晓彤的研究还表明，即使在离海岸线150公里之遥的海底峡谷，也会接收大量的塑料垃圾，这些垃圾被输送到海底峡谷后开始了它们的未知之旅，并最终可能扩散到海洋的最深处。Kane和Fildani进一步认为，地球科学研究对于了解塑料垃圾的分布规律、设法减缓人类垃圾污染至关重要；地球科学家在理解塑料垃圾和其他污染物在自然环境中的长期宿命方面具有独特的优势，在调查垃圾污染现状、评估人类减缓垃圾污染行为的效果、预测海底塑料垃圾的未来演变、保护海洋免受人类垃圾的进一步污染等方面可以发挥独特的作用。相关人士表示，正如Kane和Fildani所指出的那样，垃圾污染虽然不是一个单纯的地学问题，但全球范围内垃圾污染的减控努力离不开地球科学家的参与与独到的见解。（钟广法）