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海下快速移动的瀑布如何控制海底河道的形状和行为

编译者:liguiju发布时间:2020-7-6点击量:119 来源栏目:科研动态

由英国国家海洋学中心(NOC)领导的一项研究发现,海下快速移动的瀑布是如何控制海底河道的形状和行为。这些水下通道相当于河流的近海通道,但可能更大。海底通道可以延伸到海上数十万到数千公里,为将沉积物、营养物质和污染物(例如微塑料)转移到深海提供了重要的渠道。顺着这些渠道流下来的沉积物崩塌也对构成全球海底电缆网络构成威胁。

包括NOC、杜伦大学、南安普敦和赫尔大学(英国)、加拿大地质调查局和新罕布什尔大学(美国)的国际研究小组,对所有海底通道进行了迄今为止最详细的重复测绘。在不列颠哥伦比亚省比特湾进行了长达9年的延时调查,结果发现了一系列高达30 m高的陡峭悬崖(称为“拐点”),类似于河流中的瀑布。河流中类似的特征以每年不到1米的速度迁移。而研究小组观察到在海底通道的迁移速度要快得多,每年可达450米。

NOC研究员Maarten Heijnen是发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的这项研究成果的主要作者。他提到,研究人员以前知道海底航道中存在拐点,但不知道它们会移动得这么快。它们迁徙的速度是河流中同类物种迁徙速度的数百倍。令人惊讶的是,如此巨大的地貌可以如此活跃,这是一个明确的提醒,深海中还有很多东西有待发现。NOC的Mike Clare博士也指出,科学家们对海底通道等深海环境的研究因缺乏长期监测而受阻,这项研究以及其他令人振奋的技术进步,为理解这些全球重要系统的行为提供了重要且急需的认识。

这些快速移动的拐点造成了近四分之三的河道侵蚀,这使得研究的作者们得出结论,拐点对于海底河道的进化比之前提出的其他控制措施(比如弯道的增加)更为重要。大量重复的航拍照片和卫星数据揭示了河流是如何随时间变化的。然而,水下深层测量的挑战意味着海底通道不具备如此大量的延时测量。相反,我们大部分的理解都是基于缩小的实验室模型,或者来自一次性的海底调查,这些调查只能及时捕捉到快照。

杜伦大学的Matthieu Cartigny博士强调,拐点在世界许多其他潜艇通道中都起着重要作用。了解这些快速移动的特征是如何表现的,对于确定各种颗粒(包括沉积物、有机碳和微塑料)的运输方式和位置非常重要。

穿越这些海底峡谷的强大的沉积物崩塌也对关键的海底基础设施构成了威胁,例如承载着包括因特网在内的99%的数字数据传输的电信电缆网络。加拿大地质调查局的Gwyn Lintern博士也表示,这些发现为设计弹性海底结构提供了宝贵的信息,这些结构提供了支撑我们日常生活的通讯和电源。加拿大地质调查局支持我们的公共安全地球科学计划下的这项重要工作。1929年,加拿大东海岸附近发生的地震引发了海底流动,切断了12条跨大西洋电缆。海底滑坡和沉积物流也是加拿大进口中常见的沿海灾害。这些水流的沉积物经常被用来测定重大地震和陆地洪水事件的年代,因此了解这些水道是如何输送这些水流的是一个非常重要的信息。

(刁何煜 编译)

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