I canyon sottomarini sono l'ultima frontiera del pianeta Terra. Ci sono migliaia di queste caratteristiche geologiche mozzafiato nascoste nelle profondità dell'oceano, eppure gli scienziati hanno più immagini ad alta risoluzione della superficie di Marte che del fondo oceanico della Terra.

Nel tentativo di far luce su queste misteriose caratteristiche subacquee, I ricercatori di Stanford hanno analizzato una raccolta di immagini globali da un archivio online di dati dal fondo dell'oceano. Hanno scoperto che i canyon sottomarini, che si credeva si formasse in modi simili ai canyon sulla terraferma, sono invece fondamentalmente diversi dagli anfratti terrestri che tagliano vasti tratti delle nostre catene montuose. La ricerca è stata pubblicata online in Geologia 25 settembre.

"La gente direbbe, 'Oh bene, non c'è una vera differenza tra i due sistemi perché alla fine della giornata, un fiume che scorre contro un flusso di gravità di sedimenti che scorre - faranno semplicemente la stessa cosa, '", ha detto l'autore principale Stephen Dobbs, un dottorato di ricerca candidato in scienze geologiche. "E si scopre che non è necessariamente così."

I ricercatori hanno analizzato i dati del sonar multi-fascio, che viene raccolto da navi o piccoli veicoli sottomarini appena sopra il fondo del mare che inviano un'onda sonar che viene utilizzata per creare mappe del fondo marino. Hanno acquisito i dati per lo studio dalla sintesi Global Multi-Resolution Topography, un repository online open source. Dobbs ha detto che è stato sorprendente scoprire differenze nei canyon sottomarini e fuori terra, poiché su una mappa, formazioni 9, 000 piedi sott'acqua non possono essere distinti dai canyon che sono 9, 000 piedi dal suolo.

"Quando guardi da un senso puramente qualitativo, quando guardi solo una mappa, sembrano sorprendentemente simili, " ha detto Dobbs. "Avevamo bisogno di utilizzare un metodo quantitativo per verificare effettivamente se si tratta di sistemi diversi".

Gli scienziati hanno trovato distinzioni nelle forme e nei profili dei canyon sottomarini. Sulla terra, cambiamenti significativi nella forma del canyon sono spesso innescati da grandi eventi alluvionali o frane. sott'acqua, ricerche ipotizzano che i processi che formano i canyon sottomarini siano frane periodiche da estrema ripidità, attività sismica o grandi tempeste invernali che incanalano molti sedimenti dalla piattaforma continentale poco profonda.

"Questa è tutta una frontiera:in realtà non conosciamo le risposte a queste cose, " Ha detto Dobbs. "Ora abbiamo tutte queste misurazioni e possiamo guardare in modo più appropriato a cosa causa queste formazioni".

Dall'aula alla revisione tra pari

La ricerca condotta dagli studenti è nata da un seminario universitario sull'esplorazione dei canyon sottomarini tenutosi nella primavera del 2018. Il colloquio ha riunito studenti laureati di due diversi laboratori, quelli dei professori di scienze geologiche Don Lowe e Stephan Graham. La ricerca è stata guidata dai coautori George Hilley, professore di scienze geologiche, e professore a contratto di scienze geologiche Tim McHargue, che fanno entrambi parte del gruppo di ricerca sedimentaria di Stanford Earth insieme a Lowe e Graham.

Hilley ha detto che la maggior parte delle persone non si rende conto che l'acqua carica di sedimenti può erodere il fondo marino, non importa il fatto che questi flussi abbiano scolpito caratteristiche più profonde del Grand Canyon proprio al largo della costa di Monterey. Poiché negli ultimi anni sono state raccolte molte immagini ad alta risoluzione, i membri della facoltà sapevano che sarebbe stato possibile analizzare un ampio campionamento delle caratteristiche subacquee.

"Abbiamo utilizzato il seminario come veicolo per rispondere se le forme prodotte da questi flussi di densità condividano caratteristiche essenziali con quelle prodotte dai fiumi, " ha detto Hilley. " Facendo queste domande utilizzando dati reali, tutti hanno imparato a formulare ipotesi e a falsificarle utilizzando sofisticate analisi dei dati".

Mentre il progetto era una deviazione dai principali progetti di ricerca degli studenti laureati, Dobbs si è detto soddisfatto di quanto il gruppo ha realizzato in un anno di ricerca su questo nuovo argomento.

Applicazione su Marte?

Dobbs si è detto entusiasta della prospettiva di utilizzare questi metodi per comprendere non solo la geologia sulla Terra ma anche su altri pianeti. Per esempio, potrebbe aiutare i ricercatori a comprendere i paesaggi marziani, che sono butterati con caratteristiche che possono condividere somiglianze con i canyon della Terra. La ricerca è rilevante anche per le industrie dipendenti dall'oceano, comprese le società di comunicazione, i cui cavi dati possono essere interrotti da eventi nei canyon sottomarini, nonché le operazioni offshore nel settore dell'energia e del petrolio e del gas.

"Queste cose hanno un impatto enorme sui sistemi terrestri e fondamentalmente non sono comprese, " Ha detto Dobbs. "Siamo solo ora in grado di misurarli effettivamente in un rigoroso senso geomorfologico e da questo, siamo in grado di fare inferenze su come si formano e su come influenzano i nostri sistemi e i nostri cicli".

Dobbs prevede di continuare a lavorare con questo set di dati per saperne di più sulla formazione e sul comportamento dei canyon sottomarini.

"La cosa eccitante per me è che, mentre amo il lavoro sul campo, possiamo letteralmente scoprire cose nuove usando strumenti molto semplici che sono disponibili al pubblico e ad accesso aperto, " Egli ha detto.