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Les courants de turbidité — les flux descendants d’eau chargée de sédiments qui se produisent dans les lacs et les océans – sont l’un des principaux processus responsables du transport des sédiments des régions côtières vers les eaux profondes. Ce processus se traduit par le développement progressif de dépôts sédimentaires, qui deviennent des réservoirs potentiels d’hydrocarbures. Les courants peuvent atteindre des vitesses allant jusqu’à 20 mètres par seconde et parcourir des centaines de kilomètres, ce qui signifie qu’ils peuvent également endommager ou détruire des pipelines, des câbles et d’autres équipements sous-marins.
La façon dont les courants de turbidité atteignent des vitesses aussi élevées a longtemps fait l’objet de débats. Pendant des décennies, les scientifiques ont supposé qu’un courant de turbidité pouvait s’auto-accélérer à cause d’une boucle de rétroaction: l’entraînement des sédiments rend le flux plus dense et donc plus rapide, ce qui augmente à son tour l’entraînement des sédiments. Mais la mesure de ce mécanisme d’auto—renforcement — qui renforcerait les courants lorsqu’ils descendent – s’est avérée très difficile.
Maintenant Sequeiros et al. rapportez les résultats d’une série d’expériences dans lesquelles ils documentent l’auto-accélération dans les courants de turbidité générés en laboratoire. À l’aide de caméras vidéo et de profileurs de vitesse à ultrasons, les chercheurs ont mesuré ce phénomène à la fois dans le corps et à l’avant de trois des neuf courants de turbidité qu’ils ont générés dans un canal de 15 mètres de long et de 1,4 mètre de profondeur avec une pente de 5%.
L’équipe a découvert que des courants de turbidité auto-accélérateurs se forment lorsque le rejet de l’eau s’écoulant dans le conduit dépasse un seuil alors que tous les autres paramètres, tels que la concentration de sédiments en suspension, sont maintenus constants. Les résultats suggèrent que la décharge croissante augmente la vitesse de l’écoulement suffisamment pour déclencher le mécanisme de rétroaction responsable du démarrage du processus d’auto-accélération. Cependant, ils ont également constaté qu’un débit très élevé ou une trop grande quantité de sédiments en suspension pouvaient gêner l’accélération.
L’équipe a également observé que le matériau déposé par les courants d’auto-accélération était plus uniforme en termes d’épaisseur et de granulométrie que les séquences qui se sont déposées à partir de courants de décélération. Les auteurs suggèrent que cette caractéristique pourrait être utilisée sur le terrain pour en savoir plus sur les conditions dans lesquelles les séquences de turbidite dans le dossier géologique ont été déposées.
En documentant soigneusement les processus qui contrôlent si les courants de turbidité s’auto-accélèrent, cette étude aide à limiter les mécanismes par lesquels même des courants relativement faibles peuvent disperser les sédiments vers les océans profonds. Démêler le fonctionnement de ces flux est essentiel pour une meilleure compréhension de nos océans. (Journal of Geophysical Research: Oceans, https://doi.org/10.1029/2018JC014061, 2018)
— Terri Cook, Rédactrice indépendante