Microplastic-hotspots in onderwaterlawines
Verrassende onderzeese verspreiding van plastic fragmenten en vezels
De plastic soep, die drijvend op het oceaanoppervlak ecosystemen bedreigt, is de afgelopen jaren vaak in het nieuws geweest. We weten ook dat veel plastics en microplastics in deze soep van het land vandaan komen, waar stedelijke gebieden rivieren vervuilen. Maar wat gebeurt er met de microplastics die niet drijven, en naar de oceaanbodem zinken? Onderzoekers van de Universiteit Utrecht, de Universiteit van Manchester en de Universiteit van Durham ontdekten verrassende afzettings- en verspreidingsprocessen van microplastics in onderwaterlawines, zogeheten ‘turbidity currents’.
“Je moet je beseffen dat ongeveer 95% van het plastic dat in de oceanen terechtkomt, op de zeebodem ligt,” vertelt dr. Florian Pohl, onderzoeker sedimentologie aan de UU en de universiteit van Durham, en hoofdauteur van de studie. “Niet alle plastics drijven, veel fragmenten hebben een hogere dichtheid dan water. We wilden weten wat er met die fragmenten gebeurt.” Het onderzoeken van deze processen kan belangrijke nieuwe onderzoeksgebieden aangeven, bijvoorbeeld waar microplastics een schadelijk effect kunnen hebben op de ecologie van de zeebodem.
Honderden kilometers lange lawines
Door zwaartekracht aangedreven turbidity currents zijn een mengsel van sediment en water dat het sediment diepere lagen van de oceaan in spoelt. Deze onderwaterlawines kunnen honderden kilometers lang zijn en hun effect op de afzetting en verspreiding van microplastics kan enorm zijn. De onderzoekers bootsten dit fenomeen na in het lab met flume-experimenten (klik om het experiment in actie te zien), en toonden aan waar microplastics – zowel fragmenten als vezels – in de lawinestroom terechtkwamen.
"De meeste fragmenten komen aan de basis van de lawine terecht", legt Pohl uit. Dit hadden de onderzoekers ook verwacht, aangezien fragmenten zwaar zijn en met het sediment meebewegen. Verrassender was wat er met de plastic vezels gebeurde.
Verrassend effect op vezels
Omdat de vezels licht zijn, zou je verwachten dat ze ronddrijven en zichzelf over het sediment verspreiden als ze uiteindelijk naar beneden dwarrelen. Maar daar gebeurde iets verrassends: “In deze turbidity currents werkt het anders. Doordat de vezels in deze stromen vast komen te zitten tussen de zandkorrels, worden ze dieper het sediment in geduwd.” Daardoor worden vezels in de sedimentafzettingen van de lawines verrijkt. Dit proces kan leiden tot het ontstaan van hotspots van microplastic vezels in zeebodemsedimenten, met name in onderzeese ravijnsystemen. Deze systemen zijn het diepzee-equivalent van rivieren op het land, en faciliteren turbidity currents over de zeebodem.
Door het unieke afzettingsgedrag van verschillende microplastics zijn fragmenten geconcentreerd op de plekken waar de lawine ophoudt, terwijl vezels relatief gelijkmatig over de hele stroom verdeeld zijn. "Met deze resultaten is het gemakkelijker om nieuwe locaties op de zeebodem te identificeren waar onderzoek geprioriteerd moet worden, zoals de African Congo Canyon en de Monterey Canyon in Californië. Dit soort systemen kunnen we dan monitoren,” legt dr. Joris Eggenhuisen, sedimentoloog aan de Universiteit Utrecht en co-auteur van de studie, uit. “Dit is precies ook wat ik in de toekomst aan Durham ľϸӰ wil onderzoeken,” voegt Pohl toe.
Het is moeilijk te zeggen wat de ecologische effecten van deze microplastics op de zeebodem zullen zijn op de lange termijn. “Op dit moment gedragen de kunststoffen zich op een manier die we niet volledig kunnen verklaren met modellen, en we hebben fundamenteel onderzoek nodig naar de mechanismen van transport en afzetting van plastics in natuurlijke systemen,” concludeert Eggenhuisen.
Publicatie: Florian Pohl, Joris T. Eggenhuisen, Ian A. Kane, and Michael A. Clare, 2020. Transport and Burial of Microplastics in Deep-Marine Sediments by Turbidity Currents. Environmental Science & Technology Article ASAP. DOI: