Várias vezes por ano, pulsos turbulentos de areia subaquáticos, lama, e a água varre o canal sinuoso do Canyon Monterey. Como inundações repentinas em terra, essas chamadas "correntes de turbidez" rugem no fundo do cânion, deixando um resíduo de sedimento em seu rastro. Um artigo de pesquisa recente mostra que esses eventos geralmente carregam partículas do tamanho de areia 50 quilômetros (31 milhas) descendo o cânion e deixam partículas do mesmo tamanho no fundo do mar. Essa descoberta é um tanto surpreendente porque as correntes na parte inferior do cânion são muito mais lentas do que nas regiões superiores.

O novo artigo de geólogos do MBARI e seus colaboradores também dá aos geólogos seu primeiro quantitativo, medições repetidas de como os sedimentos se movem e se assentam durante eventos de forte fluxo em desfiladeiros submarinos.

As correntes de turbidez no Canyon Monterey são invisíveis na superfície do mar e raramente causam danos, exceto aos instrumentos científicos no cânion. No entanto, as correntes de turbidez danificaram ou destruíram cabos e dutos submarinos em outros cânions. De uma perspectiva global, esses fluxos subaquáticos são extremamente importantes, transportando quase tanto sedimento quanto todos os rios em terra. Além disso, ao longo de milhões de anos, os sedimentos carregados por desfiladeiros submarinos podem ser comprimidos e se tornar rocha sólida, que às vezes forma "reservatórios" para grandes depósitos de petróleo e gás.

Durante décadas, os geólogos tentaram compreender as correntes de turbidez observando as formações rochosas que elas deixam para trás. Alguns pesquisadores tentaram estudar esses eventos à medida que ocorrem, mas porque os eventos de turbidez são tão imprevisíveis, ocorrem em águas profundas, e freqüentemente destroem instrumentos científicos, tais esforços têm sido desafiadores, na melhor das hipóteses.

De 2015 a 2017, Os pesquisadores do MBARI lideraram um período de 18 meses, programa multi-institucional denominado Coordinated Canyon Experiment (CCE), que documentou várias correntes de turbidez em grandes trechos do Canyon Monterey. O CCE foi provavelmente o experimento de campo mais extenso já realizado em qualquer desfiladeiro submarino até hoje. Um dos objetivos deste experimento foi entender como as correntes e o movimento dos sedimentos durante esses eventos se relacionam com os sedimentos que são deixados para trás no fundo do mar após os eventos.

Em um artigo recente na revista Fronteiras nas Ciências da Terra , a ex-bolsista de pós-doutorado do MBARI Katherine Maier e mais de uma dúzia de co-autores examinaram as medições de correntes do CCE, sedimento transportado, e depósitos de sedimentos do fundo do mar.

Maier comentou, "Este artigo apresenta uma oportunidade incrivelmente rara de comparar sedimentos transportados durante um fluxo de densidade de sedimentos às velocidades atuais e depósitos de sedimentos do mesmo evento de fluxo. Ligar fluxos a seus depósitos tem sido um desafio científico de longa data, particularmente em desfiladeiros submarinos. "

Os pesquisadores descobriram que a areia que permanece no fundo do cânion após os eventos de fluxo era muito semelhante em tamanho à areia que foi transportada pelo cânion durante esses eventos.

"Este artigo é sobre areia, "disse Charlie Paull, o cientista-chefe do experimento.

Ao longo do experimento, os pesquisadores coletaram sedimentos usando "armadilhas de sedimentos" suspensas a 10 metros (33 pés) ou mais acima do fundo do mar. Durante eventos de turbidez, as armadilhas de sedimentos coletaram areia semelhante ao material encontrado no fundo do cânion. "Isso sugere que a areia no fluxo foi levada para a água circundante, "disse Paull." Mas, " ele adicionou, "Isso também pode indicar que as armadilhas de sedimentos foram puxadas lateralmente pela corrente e não estavam tão longe do fundo quanto pensávamos."

Em muitos cenários geológicos, o tamanho do sedimento transportado pelas correntes reflete a velocidade dessas correntes - correntes fracas podem transportar pequenas partículas de lama ou lodo, mas fluxos mais fortes podem mover areia, paralelepípedos, ou mesmo pedregulhos. Assim, uma das descobertas surpreendentes no artigo foi que o tamanho do sedimento nas armadilhas não se relacionava com a velocidade das correntes medidas durante os eventos de turbidez. Como Maier apontou, "Encontramos areia semelhante em 50 quilômetros de fundo do cânion, embora as velocidades de fluxo fossem muito mais baixas nas partes mais profundas do cânion. "

"Isso pode indicar que o material fino está contornando esta parte do cânion, ou pode ser transportado para cima na coluna de água, "observou Paull." Isso também mostra que uma quantidade significativa de sedimentos está passando pelo cânion, mas não se acomodando no fundo e se tornando parte do registro geológico. "

Os dados apresentados no artigo podem acabar sendo tão significativos quanto os achados. "Estas são, de longe, as medições mais extensas já feitas do transporte de sedimentos durante as correntes de turbidez." Paull notou. "Eles serão extremamente úteis para pesquisadores que tentam fazer modelos de computador do que acontece durante esses eventos."

Maier concordou:"Acho que a parte do conjunto de dados CCE apresentada neste artigo recente se tornará um conjunto de dados seminal."

Refletindo sobre os desafios envolvidos na coleta desses dados, Maier comentou, "Mesmo agora, anos após o experimento, Ainda estou impressionado por termos conseguido isso e recuperado tantos dados. Este experimento, e especialmente as armadilhas de sedimentos, representou um grande desafio técnico e risco. Mas no final tivemos ainda mais sucesso do que eu esperava. "