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BEDs帮助科学家们了解海底沉积物正经历大规模的运动

地球科学动态监测快报2018年第21期:前沿研究动态


BEDs帮助科学家们了解海底沉积物正经历大规模的运动

      2018年10月5日,《自然·通讯》(Nature Communications)期刊发表题为《由强大的浊流驱动的海底的密集运动》(Powerful turbidity currents driven by dense basal layers)的文章指出,包括中国海洋大学在内的多个国际机构对蒙特利峡谷进行了长达18个月的研究,结果表明浊流不只包含泥沙水体在海底的流动,也涉及海底的大规模运动。这一引人注目的发现,可以帮助海洋工程师避免浊流对管道、通讯电缆和其他海底结构的破坏。
       在实验过程中,研究人员在蒙特利峡谷的七个位置放置了50个不同的仪器,并在15种不同的浊流中进行了详细的测量。结果发现几乎所有的水流都是从峡谷不到300 m深的顶部开始的,然后沿着峡谷移动,最长达50 km,深度达1850 m。通过分析安装在峡谷底部的7个系泊处的仪器数据,并测量仪器在停泊处之间流动的时间,研究人员惊奇地发现,这些水流的速度似乎比实测的水流速度更大。尽管倾斜和其他水流活动可以解释其中的一些观察结果,但科学家们最终得出结论认为仪器并不是简单地随海底的浑浊水流移动的。
       研究人员还在海底放置了一种沙滩排球大小、名为海底事件探测器(BEDs)的传感器,其他的运动传感器安装在巨大的钢架上。在强烈的浊流事件中,BEDs和钢架都被带到了峡谷的下游。事实上,笨重的仪器框架,往往和较轻、流线型的BEDs移动得一样快。研究人员还注意到,在峡谷的地面上有高达2 m的大沙波。调查显示,这些沙波在浊流事件中发生了巨大的变化,改造了2~3 m的海底上层,但是研究人员仍然不确定这种改造是如何发生的。BEDs上的数据提供了一个重要的线索。在许多浊流活动中,BEDs不仅会沿着峡谷向下进入更深水域,而且会比上覆水移动得更快。在流动过程中,它们还会每隔3 m上下移动一次。研究人员认为,仪器不是被一股强劲水流“拖”到底部,而是被一层密集的、底水饱和沉积物“拉”着移动。

        该研究表明,蒙特利峡谷的浊流既包括泥沙水体的运动,也涉及水饱和沉积物的运动。这个过程最重要的部分是密集的水饱和沉积物,它在底部迅速移动,并重塑既存海底的表层。这与之前的浊流概念模型有很大的不同,之前的浊流模型主要关注的是浑浊的泥沙水体在海底的流动情况,而新研究认为泥沙水体的运动是水饱和沉积物脉冲混合到上覆海水时形成的次要特征。


(中国科学院兰州文献情报中心 王立伟 编译)
原文题目:Powerful turbidity currents driven by dense basal layers
来源:https://www.nature.com/articles/s41467-018-06254-6


发布日期: 2018-11-07    浏览: 1430