- for Dutch, scroll down -

The findings, published in the journal Environmental Science and Technology,  show that these powerful flows could be capable of traveling at speeds of up to eight meters per second, carrying plastic waste from the continental shelf to depths of more than 3,200 meters.

Over 10 million tonnes of plastic waste enter the oceans each year. While striking images of floating debris have driven efforts to curb pollution, this visible waste accounts for less than 1% of the total. The missing 99% – primarily made up of fibres from textiles and clothing – is instead sinking into the deep ocean.

Scientists have long suspected that turbidity currents play a major role in distributing microplastics across the seafloor – The University of Manchester were among the first to demonstrate this through their research on ‘Microplastic Hotspots’ in the Tyrrhenian Sea, published in the journal Science. However, until now, the actual process had not been observed or recorded in a real-world setting. 

The latest study conducted by The University of Manchester, the National Oceanography Centre (UK), the University of Leeds (UK), and the Royal Netherlands Institute for Sea Research provides the first field evidence showing the process. 

The findings pose a significant threat to marine ecosystems and highlight the urgent need for stronger pollution controls.

Dr Peng Chen, lead author on the study at The University of Manchester, said “Microplastics on their own can be toxic to deep-sea life, but they also act as ‘carriers’ transferring other harmful pollutants such as PFAS ‘forever chemicals’ and heavy metals, which makes them an environmental ‘multistressor’ which can affect the entire food chain.”

The research focused on Whittard Canyon in the Celtic Sea, a land-detached canyon over 300 km from the shore. By combining in-situ monitoring and direct seabed sampling, the team were able to witness a turbidity current in action, moving a huge plume of sediment at over 2.5 metres per second at over 1.5 km water depth. The samples directly from the flow revealed that these powerful currents were not only carrying just sand and mud, but a significant quantity of microplastic fragments and microfibres.

Further analysis found that the microplastics on the seafloor are mainly comprised of fibres from textiles and clothing, which are not effectively filtered out in domestic wastewater treatment plants and easily enter rivers and oceans.

Dr Ian Kane, Geologist and Environmental Scientist at The University of Manchester, who designed and led the research, said: “These turbidity currents carry the nutrients and oxygen that are vital to sustain deep-sea life, so it is shocking that the same currents are also carrying these tiny plastic particles."

“These biodiversity hotspots are now co-located with microplastic hotspots, which could pose serious risks to deep-sea organisms. 

“We hope this new understanding will support mitigations strategies going forward.”

“The role of canyons acting as important pathway for the transport of matter including plastics from shelves to the deep sea has been emphasized in this study”, says dr. Furu Mienis of the Royal Netherlands Institute for Sea Research. “During several expeditions within the NWO funded BYPASS? Project we were able to sample sediment along the Whittard Canyon axis to depths over 3000 m water depth. At all sites plastics were observed in the sediments. With thousands of canyons incising the continental margins globally, many more of these deep-sea plastic hotspots deposition areas are to be expected.” 

Dr Mike Clare of the National Oceanography Centre, who was a co-lead on the research, added: “Our study has shown how detailed studies of seafloor currents can help us to connect microplastic transport pathways in the deep-sea and find the ‘missing’ microplastics. The results highlight the need for policy interventions to limit the future flow of plastics into natural environments and minimise impacts on ocean ecosystems.”

 The study team are now focussing on efforts to better understand the effect that microplastics have on marine organisms, for example sea turtles and deep-sea fauna.

Wetenschappers ontdekken microplastic-hotspots in diepzee, aangedreven door snel bewegende onderwaterlawines

Bewegende onderwaterlawines, ook wel bekend als troebelheidsstromen, zijn verantwoordelijk voor het transport van enorme hoeveelheden microplastics in de diepzee. Dat blijkt uit nieuw onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science and Technology. Deze krachtige stromen kunnen zich met snelheden tot acht meter per seconde verplaatsen en plastic afval van het continentale plat naar dieptes van meer dan 3.200 meter transporteren. 

Elk jaar komt er meer dan 10 miljoen ton plastic afval in de oceaan terecht. Hoewel opvallende beelden van drijvend afval de inspanningen om vervuiling tegen te gaan hebben aangewakkerd, vormt dit zichtbare afval minder dan 1% van het totaal. De ontbrekende 99%, voornamelijk bestaande uit vezels van textiel en kleding, zinkt in plaats daarvan naar de bodem van de oceaan.

Wetenschappers vermoeden al langer dat troebelheidsstromingen een belangrijke rol spelen bij de verspreiding van microplastics over de zeebodem. In een eerder onderzoek van de Universiteit van Manchester naar microplastic-hotspots in de Tyrreense Zee, werd dit aangetoond, maar tot nu toe was het daadwerkelijke proces in de oceaan nog niet waargenomen of vastgelegd. Dit nieuwe onderzoek, uitgevoerd door de Universiteit van Manchester, het National Oceanography Centre (VK), de Universiteit van Leeds (VK) en het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee, levert het eerste veldbewijs van dit proces. De bevindingen vormen een aanzienlijke bedreiging voor mariene ecosystemen en benadrukken de dringende noodzaak van strengere controles op vervuiling.

Dr. Peng Chen, hoofdauteur van het onderzoek aan de Universiteit van Manchester, legt uit: “Microplastics kunnen op zichzelf giftig zijn voor diepzeeleven, maar ze fungeren ook als dragers voor andere schadelijke verontreinigende stoffen, zoals PFAS , ook wel bekend als forever chemicals, en zware metalen. Hierdoor zijn ze een ‘milieu-multistressor’ die de hele voedselketen kunnen beïnvloeden.”

Het onderzoek richtte zich op Whittard Canyon in de Keltische Zee, een canyon die meer dan 300 km van de kust verwijderd is. Door een combinatie van  monitoring ter plaatse en directe bemonstering van de zeebodem kon het team getuige zijn van een troebelheidsstroom in actie. Deze stroom bracht een enorme pluim sediment in beweging met een snelheid van meer dan 2,5 meter per seconde op meer dan 1,5 km waterdiepte. De directe monsters van de stroming lieten zien dat deze krachtige stroming niet alleen zand en modder vervoerde, maar ook een aanzienlijke hoeveelheid microplasticfragmenten en microvezels.

Uit verdere analyse bleek dat de microplastics op de zeebodem voornamelijk bestaan uit vezels van textiel en kleding, die niet effectief worden uitgefilterd in afvalwaterzuiveringsinstallaties. Hierdoor komen ze gemakkelijk in rivieren en oceanen terecht.

Dr Ian Kane, geoloog en milieuwetenschapper aan de Universiteit van Manchester, die het onderzoek ontwierp en leidde, zei: "Deze troebelheidsstromen vervoeren de voedingsstoffen en zuurstof die van vitaal belang zijn om het leven in de diepzee in stand te houden. Het is dus schokkend dat dezelfde stromingen ook deze minuscule plasticdeeltjes vervoeren. De biodiversiteitshotspots in de diepzee bevinden zich dus op dezelfde locatie als microplastic-hotspots, die ernstige risico's kunnen opleveren voor diepzeeorganismen. We hopen dat dit nieuwe inzicht kan bijdragen aan strategieën voor het beperken van de gevolgen in de toekomst.”

“Dit onderzoek benadrukt de rol van canyons als belangrijke route voor het transport van materie, waaronder plastic, van de zeebodem naar de diepzee ,” zegt dr. Furu Mienis van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee. “Tijdens verschillende expedities binnen het door NWO gefinancierde BYPASS-project hebben we sediment kunnen bemonsteren langs de Whittard Canyon-as tot op meer dan 3000 m waterdiepte. Op alle locaties werden plastics waargenomen in het sediment. Aangezien er wereldwijd duizenden canyons zijn die de continentale randen insnijden, is het te verwachten dat er nog veel meer van deze plastic-hotspots in de diepzee zullen ontstaan.”

Dr. Mike Clare van het National Oceanography Centre, voegt hieraan toe: "Ons onderzoek heeft laten zien hoe gedetailleerde studies van zeebodemstromingen ons kunnen helpen om microplastic transportroutes in de diepzee met elkaar te verbinden en de ‘ontbrekende’ microplastics te vinden. De resultaten benadrukken de noodzaak voor beleidsinterventies om de toekomstige stroom van plastic naar natuurlijke omgevingen te beperken en de impact op oceaanecosystemen te minimaliseren."

Het onderzoeksteam richt zich nu op inspanningen om het effect van microplastics op mariene organismen beter te begrijpen, bijvoorbeeld op zeeschildpadden en diepzeefauna.