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濁流—湖や海洋で発生する堆積物を含んだ水の下り坂の流れ-は、沿岸地域から深海に堆積物を輸送する主要なプロセスの一つです。 このプロセスは、潜在的な炭化水素貯留層になる堆積堆積物の漸進的な開発をもたらす。 流れは毎秒20メートルまでの速度に達し、何百キロメートルも移動する可能性があるため、水中のパイプライン、ケーブル、およびその他の機器を損傷または破壊する可能性があります。

正確にどのように濁流がこのような高速を達成するかは、長い間議論の話題となってきました。 何十年もの間、科学者たちは、濁り電流がフィードバックループのために自己加速することができると推定しました:堆積物の巻き込みは流れをより密にし、したがって、より速くし、それによって堆積物の巻き込みが増加する。 しかし、この自己補強メカニズムを測定することは、下り坂を滑るにつれて電流を強化することが非常に困難であることが証明されています。

今Sequeiros et al. 彼らは実験室で生成された濁度電流における自己加速を文書化する一連の実験の結果を報告します。 ビデオカメラと超音波速度プロファイラを使用して、研究者らは、長さ15メートル、深さ1.4メートルの樋で発生した9つの濁り電流のうち3つの体と前部の両方でこの現象を5%の勾配で測定しました。

チームは、流路に流入する水の排出がしきい値を超え、懸濁された堆積物の濃度などの他のすべてのパラメータが一定に保たれているときに、自己加速混濁電流が形成されることを発見しました。 その結果,放電が増加すると,自己加速の過程を開始するフィードバック機構を開始するのに十分高い流れの速度が上昇することが示唆された。 しかし、彼らはまた、非常に高い排出または懸濁液中のあまりにも多くの堆積物が加速を妨げる可能性があることを発見した。

実験室の濁り電流と流れの瞬間的な速度プロファイルの比較
新しい研究では、科学者たちは、深海に大量の堆積物を運ぶ流れが下り坂を滑らせるとどのように加速するかを文書化した。 上の画像は、瞬間的な速度プロファイルの経時変化を示しています。 以下は、フロントが速度測定点を通過した後の濁度電流の写真です。 クレジット: Octavio Sequeiros

チームはまた、自己加速電流が堆積した材料は、減速電流から沈降したシーケンスよりも厚さと結晶粒径の点で均一であることを観察しました。 著者らは、この特性を現場で使用して、地質記録中のタービダイト配列が堆積された条件についての詳細を明らかにすることができると示唆している。

濁流が自己加速するかどうかを制御するプロセスを慎重に文書化することにより、本研究は、比較的小さな流れでも深海に堆積物を分散させる機 これらの流れがどのように機能するかを解明することは、私たちの海をよりよく理解するための鍵です。 (地球物理学研究ジャーナル:海洋, https://doi.org/10.1029/2018JC014061, 2018)

—テリー-クック、フリーライター