Plastföroreningar och andra havsrester är ett komplext globalt miljöproblem. Varje år, tio miljoner ton plast beräknas missköts, resulterar i inträde i havet, varav hälften kommer att flyta inledningsvis. Än, bara 0,3 miljoner ton plast kan hittas flytande på havets yta. Vart har resten av plasten tagit vägen?

De viktigaste mekanismerna för plasttransport är strömmar, vind, och vågor. Strömmar och vindtransporter havsrester på ett enkelt sätt som krafterna på en segelbåt. Dock, havsvågor rör främst föremål i cirkulära banor. Banorna stänger inte riktigt, vilket resulterar i en så kallad Stokes-drift i den riktning som vågorna rör sig.

Ett gemensamt team från Oxfords universitet, Plymouth, Edinburgh, Auckland och TU Delft har undersökt hur vågor transporterar flytande havsrester samtidigt som, för första gången, effekterna av ett föremåls storlek, bärighet, och tröghet på dess transport. Deras resultat publiceras i Journal of Fluid Mechanics .

Dr. Ross Calvert från University of Oxfords avdelning för teknikvetenskap och hans medförfattare fann att större flytande havsrester kan transporteras snabbare än Stokes-drift på grund av tröghetseffekter.

Stokes -driften som induceras av vågor har visat sig vara viktig för förflyttning av havsrester mot kusten, vilket resulterar i plaststrängning, vilket kan vara där några av de förorenade plastföroreningarna finns. Det har också visat sig öka plastföroreningar som transporteras till polarområden.

Mycket små föremål kommer att spåra exakt vad vattnet gör och transporteras därmed med den exakta Stokes -driften.

Dr Calvert sa:"Större föremål som transporterades snabbare än mindre föremål var ett ointuitivt resultat. Vi förväntade oss att trögheten skulle minska hastigheten vid vilken flytande skräp transporterades i vågor, liknar vind och strömmar. Efter att ha kontrollerat vårt resultat experimentellt och numeriskt, vi fortsatte sedan med att upptäcka de mekanismer genom vilka dessa tröghetsobjekt rörde sig snabbare än vattnet runt dem. "

Efter att ha observerat att större flytande plastkulor transporterades snabbare än mindre i COAST -vågflödet vid University of Plymouth, laget utvecklade en modell för att ytterligare undersöka resultatet.

Genom denna modell, som inkluderade gravitation, bärighet, drag- och tillsatsmassakrafter i ett koordinatsystem som roterade och översattes med vågen, de fann att objektstorleken i förhållande till våglängden var den dominerande drivkraften för en förändring i transporten, med en sekundär effekt från objektets densitet.

Prof Ton van den Bremer vid University of Oxford och TU Delft, som ledde forskningen, sade:"Även om alla som går på stranden vet att vågor transporterar flytande skräp mot stranden, hur snabbt de gör det beror på många faktorer som befintliga modeller, som är mycket förenklade, ignorera. Exempel på sådana faktorer är om vågor går sönder och storleken på det flytande skräpet. Denna forskning ger en teoretisk grund för det senare. "

Denna forskning är början på att förstå mekanismerna för en ökning av våginducerad drift. Ytterligare studier om effekten av objektform, inklusive vågflöde och numerisk testning av idealiserade och verkliga havsrester, är på gång.