Varias veces al año, pulsos de arena turbulentos bajo el agua, lodo, y el agua se desliza por el sinuoso canal del Cañón de Monterey. Como inundaciones repentinas en la tierra, estas llamadas "corrientes de turbidez" rugen por el suelo del cañón, dejando un residuo de sedimento a su paso. Un artículo de investigación reciente muestra que estos eventos a menudo transportan partículas del tamaño de arena a 50 kilómetros (31 millas) por el cañón y dejan partículas del mismo tamaño en el fondo marino. Este hallazgo es algo sorprendente porque las corrientes en la parte inferior del cañón son mucho más lentas que en las regiones superiores.

El nuevo artículo de los geólogos de MBARI y sus colaboradores también les da a los geólogos su primer análisis cuantitativo, mediciones repetidas de cómo se mueven y sedimentan los sedimentos durante eventos de flujo fuerte en cañones submarinos.

Las corrientes de turbidez en Monterey Canyon son invisibles en la superficie del mar y rara vez causan daños, excepto a los instrumentos científicos en el cañón. Sin embargo, las corrientes de turbidez han dañado o destruido cables y tuberías submarinos en otros cañones. Desde una perspectiva global, estos flujos submarinos son muy importantes, transportando casi tanto sedimento como todos los ríos terrestres. Además, durante millones de años, los sedimentos arrastrados por los cañones submarinos pueden comprimirse y convertirse en roca sólida, que a veces forma "reservorios" para grandes depósitos de petróleo y gas.

Durante décadas, los geólogos han intentado comprender las corrientes de turbidez observando las formaciones rocosas que dejan atrás. Algunos investigadores han intentado estudiar estos eventos a medida que ocurren, pero debido a que los eventos de turbidez son tan impredecibles, ocurren en aguas profundas, y destruyen con frecuencia los instrumentos científicos, tales esfuerzos han sido desafiantes en el mejor de los casos.

De 2015 a 2017, Los investigadores del MBARI dirigieron un programa multiinstitucional llamado Experimento Coordinado del Cañón (CCE), que documentó múltiples corrientes de turbidez en grandes extensiones del Cañón de Monterey. El CCE fue probablemente el experimento de campo más extenso jamás realizado en un cañón submarino hasta la fecha. Uno de los objetivos de este experimento fue comprender cómo las corrientes y el movimiento de sedimentos durante estos eventos se relacionan con los sedimentos que quedan en el lecho marino después de los eventos.

En un artículo reciente en la revista Fronteras en las ciencias de la tierra , la ex becaria postdoctoral de MBARI Katherine Maier y más de una docena de coautores examinaron las mediciones de CCE de corrientes, sedimento transportado, y depósitos de sedimentos del lecho marino.

Maier comentó, "Este artículo presenta una oportunidad increíblemente rara para comparar los sedimentos transportados durante un flujo de densidad de sedimentos con las velocidades actuales y los depósitos de sedimentos del mismo evento de flujo. Vincular los flujos a sus depósitos ha sido un desafío científico de larga data, particularmente en cañones submarinos ".

Los investigadores encontraron que la arena que queda en el fondo del cañón después de los eventos de flujo era muy similar en tamaño a la arena que se transportaba por el cañón durante estos eventos.

"Este artículo trata sobre la arena, "dijo Charlie Paull, el científico principal del experimento.

A lo largo del experimento, Los investigadores recolectaron sedimentos utilizando "trampas de sedimentos" suspendidas a 10 metros (33 pies) o más sobre el lecho marino. Durante eventos de turbidez, las trampas de sedimentos recolectaron arena que era como el material que se encuentra justo en el piso del cañón. "Esto sugiere que la arena en el flujo se removió en el agua circundante, "dijo Paull." Pero, "añadió, "También podría indicar que las trampas de sedimentos fueron arrastradas hacia los lados por la corriente y no estaban tan lejos del fondo como pensamos".

En muchos entornos geológicos, el tamaño del sedimento transportado por las corrientes refleja la velocidad de esas corrientes; las corrientes débiles pueden transportar pequeñas partículas de lodo o limo, pero corrientes más fuertes pueden mover arena, enguijarrado, o incluso cantos rodados. Por lo tanto, uno de los hallazgos sorprendentes del artículo fue que el tamaño del sedimento en las trampas no se relacionó con la velocidad de las corrientes medidas durante los eventos de turbidez. Como señaló Maier, "Encontramos arena similar en 50 kilómetros del suelo del cañón, a pesar de que las velocidades de flujo fueron mucho más bajas en las partes más profundas del cañón ".

"Esto podría indicar que el material fino está pasando por alto esta parte del cañón, o puede ser transportado más arriba en la columna de agua, "señaló Paull." También muestra que una cantidad significativa de sedimento pasa a través del cañón, pero no se deposita en el fondo y se convierte en parte del registro geológico ".

Los datos presentados en el documento pueden terminar siendo tan significativos como los hallazgos. "Estas son, con mucho, las mediciones más extensas jamás realizadas sobre el transporte de sedimentos durante las corrientes de turbidez". Señaló Paull. "Serán extremadamente útiles para los investigadores que intenten hacer modelos informáticos de lo que sucede durante estos eventos".

Maier coincidió:"Creo que la parte del conjunto de datos de CCE presentado en este artículo reciente se convertirá en un conjunto de datos fundamental".

Reflexionando sobre los desafíos que implica la recopilación de estos datos, Maier comentó, "Incluso ahora, años después del experimento, Todavía estoy impresionado de que lo logramos y recuperamos tantos datos. Este experimento, y especialmente las trampas de sedimentos, representó un gran desafío técnico y riesgo. Pero al final tuvimos más éxito de lo que esperaba ".