Le correnti di torbidità sono state storicamente descritte come correnti in rapido movimento che travolgono i canyon sottomarini, portando sabbia e fango nel mare profondo. Ma un nuovo giornale in Comunicazioni sulla natura mostra che, piuttosto che consistere semplicemente di acqua di mare carica di sedimenti che scorre sul fondo del mare, le correnti di torbidità comportano anche movimenti su larga scala del fondale stesso. Questa drammatica scoperta, il risultato di un lungo 18 mesi, studio multi-istituzionale del Monterey Canyon, potrebbe aiutare gli ingegneri oceanici a evitare danni alle condutture, cavi di comunicazione, e altre strutture del fondale marino.

I geologi conoscono le correnti di torbidità almeno dal 1929, quando un grande terremoto ha innescato una violenta corrente che ha percorso diverse centinaia di chilometri e ha danneggiato 12 cavi di comunicazione transatlantici. Le correnti di torbidità sono ancora una minaccia oggi, man mano che le persone posizionano sempre più cavi, condutture, e altre strutture sul fondo del mare. Le correnti di torbidità sono importanti anche per i geologi del petrolio perché lasciano dietro di sé strati di sedimenti che costituiscono alcune delle più grandi riserve di petrolio del mondo.

Nonostante quasi un secolo di ricerche, i geologi hanno faticato a trovare un modello concettuale che descriva in dettaglio come si formano ed evolvono le correnti di torbidità. Il Coordinated Canyon Experiment è stato progettato, in parte, per risolvere questo dibattito. Durante questo studio di 18 mesi, ricercatori del Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), il Servizio Geologico degli Stati Uniti, l'Università di Hull, il Centro Nazionale di Oceanografia, l'Università di Southampton, l'Università di Durham, e l'Ocean University of China hanno unito le loro competenze e attrezzature per monitorare un tratto di 50 chilometri (31 miglia) del Monterey Canyon con dettagli senza precedenti.

Durante l'esperimento, i ricercatori hanno posizionato oltre 50 strumenti diversi in sette punti diversi del canyon e hanno effettuato misurazioni dettagliate durante 15 diversi flussi di torbidità. Quasi tutti i flussi sono iniziati in prossimità della testata del canyon in acque inferiori a circa 300 metri (1, 000 piedi) di profondità. Una volta avviato, i flussi hanno percorso almeno diversi chilometri lungo il canyon. I tre maggiori flussi hanno percorso oltre 50 chilometri, passando davanti alla stazione di monitoraggio più profonda del canyon a una profondità di 1, 850 metri (6, 000 piedi).

Questo vasto programma di ricerca ha mostrato che le correnti di torbidità nel Monterey Canyon coinvolgono sia i movimenti di sedimenti saturi d'acqua che quelli carichi di acqua. Come descritto nel recente Comunicazioni sulla natura carta, la parte più importante del processo è un denso strato di sedimenti saturi d'acqua che si muove rapidamente sul fondo e rimobilizza i pochi metri superiori del preesistente fondo marino.

Questo è molto diverso dai precedenti modelli concettuali delle correnti di torbidità, che si è concentrato su flussi di torbido, acque cariche di sedimenti che viaggiano sopra il fondo del mare. Gli autori del recente articolo hanno osservato pennacchi di acqua carica di sedimenti durante eventi di torbidità, ma suggeriscono che queste sono caratteristiche secondarie che si formano quando l'impulso di sedimenti saturi si mescola con l'acqua di mare sovrastante.

"L'intero esperimento è stato un tentativo di scoprire cosa stava succedendo in fondo al canyon, " disse Charlie Paull, Geologo marino MBARI e primo autore del recente articolo. "Per anni abbiamo visto strumenti sul fondo muoversi in modi inaspettati, e sospettavamo che il fondale marino potesse muoversi. Ora abbiamo dati reali che mostrano quando, dove, e come questo accade." Tra gli strumenti utilizzati nell'esperimento c'erano i misuratori di corrente montati su sette ormeggi distribuiti lungo il fondo del canyon. Analizzando i dati di questi strumenti e misurando il tempo impiegato dai flussi per viaggiare tra gli ormeggi, i ricercatori sono rimasti sorpresi nello scoprire che i flussi sembravano viaggiare lungo il canyon a velocità superiori alle correnti d'acqua misurate effettive.

Sebbene l'inclinazione e altri movimenti degli attuali metri possano spiegare alcune di queste osservazioni, gli scienziati alla fine hanno concluso che i loro strumenti non erano semplicemente mossi da correnti di acqua torbida che scorrevano sopra il fondo del mare.

I ricercatori hanno anche posizionato nel fondo del mare sensori delle dimensioni di un pallone da spiaggia chiamati rilevatori di eventi bentonici (BED). I BED sono stati progettati per essere trasportati da flussi di torbidità mentre trasportano strumenti che ne registrano la profondità, movimento orizzontale e verticale, e rotazione. Altri sensori di movimento sono stati montati su grandi, telai in acciaio di peso fino a 800 chilogrammi (1, 760 libbre). Questi sono stati progettati per rimanere stazionari mentre i flussi passavano intorno a loro.

Però, sia i BED che i telai pesanti sono stati trasportati molto in basso nel canyon durante forti eventi di torbidità. Infatti, il pesante, i telai degli strumenti dalla forma strana spesso viaggiavano alla stessa velocità di quelli relativamente leggeri, LETTI snelli.

I ricercatori hanno anche notato grandi onde di sabbia, fino a due metri (6,5 piedi) di altezza, sul fondo del canyon. I sondaggi ripetuti sul fondo hanno mostrato che queste onde di sabbia si sono spostate drasticamente durante gli eventi di torbidità, rimodellamento dei due o tre metri superiori del fondale marino. Ma i ricercatori non erano ancora sicuri di come si fosse verificato questo rimodellamento.

I dati dei BED hanno fornito un indizio importante. Durante molti eventi, i BED non si limitavano a scendere nel canyon in acque più profonde, ma viaggiava veloce o più veloce dell'acqua sovrastante. Si muovevano anche su e giù all'interno del flusso fino a tre metri a intervalli regolari.

I ricercatori hanno concluso che, piuttosto che essere "trascinati" sul fondo da una forte corrente, i loro strumenti venivano "trasportati" da un denso, strato di sedimento saturo d'acqua che abbraccia il fondo. Hanno ipotizzato che i movimenti su e giù dei letti si verificassero mentre gli strumenti viaggiavano su singole onde di sabbia. Come ha notato Paull, "I BED hanno fornito un nucleo essenziale di nuovi dati che ci hanno permesso di comprendere per la prima volta il movimento del fondo marino".

"I libri di testo e gli sforzi di modellazione si sono tradizionalmente concentrati su flussi diluiti di acqua carica di sedimenti sul fondo, " Paull ha aggiunto. "Ma ora sappiamo che i flussi diluiti sono solo una parte dell'equazione. Si scopre che sono la fine del processo, che inizia davvero dal fondo del mare. "