利用创新型传感技术揭示塑造海底峡谷的过程

2023年4月6日，《地球物理学研究杂志：地球表面》（Journal of Geophysical Research: Earth Surface）刊登了一项由蒙特利海湾水族研究所（MBARI）研究人员牵头完成的新研究，发现蒙特利峡谷下方存在1个活跃的海底。蒙特利湾深处是北美西海岸最大的海底峡谷之一。研究人员利用创新型传感器对蒙特利峡谷的底部进行了反复研究，提供了关于峡谷塑造过程的新认识。

2015-2017年，MBARI的“协调式峡谷实验”（Coordinated Canyon Experiment）旨在同时监测峡谷多个位置的沉积物重力流的流通，包括水下滑坡，即浊流。了解形成蒙特利峡谷的复杂地质过程有助于更好地理解海底峡谷与沿海地质灾害的联系，例如当地的海啸或水下通信基础设施面临的风险。作为“协调式峡谷实验”的一部分，MBARI研究人员部署了多个科学仪器，包括新型的低空测量系统（LASS），以研究正在进行的蒙特利峡谷刻蚀过程。LASS由MBARI海底测绘实验室的工程师开发，能够对海底细节进行高度的可视化。LASS与遥控潜水器（ROV）远程连接，结合了5厘米分辨率的多波束（声纳）测深法、1厘米分辨率的激光雷达（激光）测深法和2毫米分辨率的立体摄影技术。研究小组借助LASS仪器开展了几次厘米尺度的调查。研究地点距离蒙特利峡谷上方约50公里，深度约为1840米。研究小组在18个月的时间里开展了4次调查，这些调查是迄今为止海底峡谷中分辨率最高的调查如图1所示。将峡谷底部的反复调查与水流监测和沉积物取样相结合有助于为研究人员提供更完整的蒙特利峡谷活动情况。此外，作为“协调式峡谷实验”的一部分，研究小组在蒙特利峡谷底部部署了1个海底仪器节点（SIN），其携带的声学多普勒水流剖面仪记录了沿峡谷流动的水流。

通过对峡谷底部沉积物样品开展研究，该研究揭示了蒙特利峡谷海底相对粗糙的性质。粗泥沙表明，峡谷下方的浊流缺乏水流底部附近的快速致密层，而这是峡谷上方记录到的浊流特征。位于峡谷底部的巨石也可能是导致研究人员发现海底变化较小的原因。研究小组发现，潮汐的涨落形成了峡谷底部海床上观测到的微小的米和厘米尺度的纹理。该研究证明了新型测绘技术在弥合现代海底测量与古岩石记录之间的尺度差距方面发挥的作用。

来源：Journal of Geophysical Research: Earth Surface、中国科学院兰州文献情报中心