Più volte all'anno turbolenti pulsazioni subacquee di sabbia, fango, e l'acqua scorre lungo il tortuoso canale del Monterey Canyon. Come inondazioni improvvise sulla terraferma, queste cosiddette "correnti di torbidità" ruggiscono lungo il fondo del canyon, lasciando un residuo di sedimento nella loro scia. Un recente documento di ricerca mostra che questi eventi spesso trasportano particelle di sabbia di 50 chilometri (31 miglia) lungo il canyon e lasciano particelle della stessa dimensione sul fondo del mare. Questa scoperta è alquanto sorprendente perché le correnti nella parte inferiore del canyon sono molto più lente che nelle regioni superiori.

Il nuovo articolo dei geologi MBARI e dei loro collaboratori offre anche ai geologi il loro primo documento quantitativo, misurazioni ripetute di come i sedimenti si muovono e si depositano durante forti eventi di flusso nei canyon sottomarini.

Le correnti di torbidità nel Monterey Canyon sono invisibili sulla superficie del mare e raramente causano danni se non agli strumenti scientifici nel canyon. Tuttavia le correnti di torbidità hanno danneggiato o distrutto cavi e condutture sottomarine in altri canyon. Da una prospettiva globale, questi flussi sottomarini sono estremamente importanti, trasportando quasi la stessa quantità di sedimenti di tutti i fiumi sulla terraferma. Inoltre, in milioni di anni, i sedimenti trasportati dai canyon sottomarini possono essere compressi e diventare roccia solida, che a volte forma "serbatoi" per grandi giacimenti di petrolio e gas.

Per decenni i geologi hanno cercato di capire le correnti di torbidità osservando le formazioni rocciose che lasciano. Alcuni ricercatori hanno cercato di studiare questi eventi mentre si verificano, ma poiché gli eventi di torbidità sono così imprevedibili, avvengono in acque profonde, e spesso distruggono strumenti scientifici, tali sforzi sono stati impegnativi nella migliore delle ipotesi.

Dal 2015 al 2017, I ricercatori MBARI hanno condotto un corso di 18 mesi, programma multi-istituzionale chiamato Coordinated Canyon Experiment (CCE), che ha documentato più correnti di torbidità su ampi tratti del Monterey Canyon. Il CCE è stato probabilmente l'esperimento sul campo più esteso mai condotto in qualsiasi canyon sottomarino fino ad oggi. Uno degli obiettivi di questo esperimento era capire come le correnti e il movimento dei sedimenti durante questi eventi si collegano ai sedimenti che vengono lasciati sul fondo del mare dopo gli eventi.

In un recente articolo sulla rivista Frontiere nelle Scienze della Terra , l'ex MBARI Postdoctoral Fellow Katherine Maier e oltre una dozzina di coautori hanno esaminato le misurazioni CCE delle correnti, sedimento trasportato, e depositi di sedimenti sul fondo marino.

Maier ha commentato, "Questo documento presenta un'opportunità incredibilmente rara di confrontare i sedimenti trasportati durante un flusso di densità di sedimenti con le velocità attuali e i depositi di sedimenti dello stesso evento di flusso. Collegare i flussi ai loro depositi è stata una sfida scientifica di vecchia data, in particolare nei canyon sottomarini."

I ricercatori hanno scoperto che la sabbia che rimane sul fondo del canyon dopo gli eventi di flusso era di dimensioni molto simili alla sabbia che è stata trasportata lungo il canyon durante questi eventi.

"Questo giornale è tutto sulla sabbia, " disse Charlie Paull, lo scienziato capo dell'esperimento.

Durante l'esperimento, i ricercatori hanno raccolto sedimenti usando "trappole per sedimenti" sospese a 10 metri (33 piedi) o più sopra il fondo del mare. Durante gli eventi di torbidità, le trappole per sedimenti raccoglievano sabbia che era proprio come il materiale trovato proprio sul fondo del canyon. "Questo suggerisce che la sabbia nel flusso è stata sollevata nell'acqua circostante, " disse Paull. "Ma, " Ha aggiunto, "Potrebbe anche indicare che le trappole per sedimenti sono state trascinate lateralmente dalla corrente e non erano così lontane dal fondo come pensavamo".

In molti ambienti geologici la dimensione del sedimento trasportato dalle correnti riflette la velocità di tali correnti:le correnti deboli possono trasportare piccole particelle di fango o limo, ma i flussi più forti possono spostare la sabbia, ciottoli, o anche massi. Quindi uno dei risultati sorprendenti nell'articolo era che la dimensione del sedimento nelle trappole non era correlata alla velocità delle correnti misurate durante gli eventi di torbidità. Come ha sottolineato Maier, "Abbiamo trovato sabbia simile su 50 chilometri di fondo del canyon, anche se le velocità del flusso erano molto più basse nelle parti più profonde del canyon".

"Questo potrebbe indicare che il materiale fine sta aggirando questa parte del canyon, o può essere trasportato più in alto nella colonna d'acqua, " ha osservato Paull. "Dimostra anche che una quantità significativa di sedimenti sta attraversando il canyon ma non si deposita sul fondo e diventa parte della documentazione geologica".

I dati presentati nel documento possono finire per essere significativi quanto i risultati. "Queste sono le misurazioni di gran lunga più estese mai effettuate sul trasporto di sedimenti durante le correnti di torbidità". ha notato Paull. "Saranno estremamente utili per i ricercatori che cercano di creare modelli al computer di ciò che accade durante questi eventi".

Maier ha concordato:"Penso che la parte del set di dati CCE presentata in questo recente documento diventerà un set di dati seminale".

Riflettendo sulle sfide legate alla raccolta di questi dati, Maier ha commentato, "Anche adesso, anni dopo l'esperimento, Sono ancora impressionato dal fatto che l'abbiamo tirato fuori e recuperato così tanti dati. Questo esperimento, e soprattutto le trappole per sedimenti, ha rappresentato una grande sfida tecnica e rischio. Ma alla fine abbiamo avuto anche più successo di quanto avessi sperato".