Подводный каньон — это долина с крутыми склонами , врезанная в морское дно континентального склона , иногда простирающаяся до континентального шельфа , имеющая почти вертикальные стены, а иногда и высоту стен каньона до 5 км (3 мили) от дна каньона. до края каньона, как в случае с Большим Багамским каньоном . [1] Точно так же, как каньоны над уровнем моря служат каналами для потока воды по суше, подводные каньоны служат каналами для потока мутных потоков по морскому дну. Мутные потоки — это потоки плотных вод, содержащих наносы, которые поступают из рек или образуются на морском дне в результате штормов, подводных оползней, землетрясений и других нарушений почвы. Потоки мути движутся вниз по склону с огромной скоростью (до 70 км/ч (43 миль в час)), размывая континентальный склон и, наконец, откладывая осадки на абиссальную равнину , где частицы оседают. [2]
Около 3% подводных каньонов включают шельфовые долины, которые пересекают континентальные шельфы в поперечном направлении и начинаются с верхних концов на уровне устьев крупных рек , таких как река Конго и каньон Гудзона , а иногда и внутри них . Около 28,5% подводных каньонов врезаются в край континентального шельфа, тогда как большинство (около 68,5%) подводных каньонов вообще не сумели существенно врезаться в свои континентальные шельфы, имея свое верхнее начало или «голову» на континентальный склон, ниже края континентального шельфа. [3]
Считается, что образование подводных каньонов происходит в результате как минимум двух основных процессов: 1) эрозии мутными течениями; и 2) оползание и массовое истощение континентального склона. Хотя на первый взгляд может показаться, что характер эрозии подводных каньонов имитирует эрозию речных каньонов на суше, было обнаружено, что на границе раздела почва и вода происходит несколько совершенно разных процессов. [2] [4]
Многие каньоны были обнаружены на глубине более 2 км (1 мили) ниже уровня моря . Некоторые из них могут простираться в сторону моря через континентальные шельфы на сотни километров, прежде чем достичь абиссальной равнины. Древние образцы были найдены в породах, относящихся к неопротерозою . [5] Турбидиты откладываются в нижних устьях или концах каньонов, образуя абиссальный конус .
Подводные каньоны чаще встречаются на крутых склонах активных окраин по сравнению с каньонами на более пологих склонах пассивных окраин . [6] Они демонстрируют эрозию всех субстратов, от нелитифицированных отложений до кристаллических пород . Каньоны более крутые, короткие, более дендритные и более близко расположенные на активных, чем на пассивных окраинах континентов. [3] Стены, как правило, очень крутые и могут быть почти вертикальными. Стены подвержены эрозии путем биоэрозии или оседанию . По оценкам, на Земле существует 9477 подводных каньонов, занимающих около 11% континентального склона. [7]
Были предложены разные механизмы образования подводных каньонов. Их основные причины являются предметом дискуссий с начала 1930-х годов. [11]
Ранняя и очевидная теория заключалась в том, что существующие сегодня каньоны были образованы во времена ледникового периода, когда уровень моря был примерно на 125 метров (410 футов) ниже нынешнего уровня моря, а реки текли к краю континентального шельфа. Однако, хотя многие (но не все) каньоны расположены вдали от берегов крупных рек, субаэральная речная эрозия не могла быть активной на глубинах воды до 3000 метров (9800 футов), где каньоны были нанесены на карту, поскольку это хорошо установлено (по данным множество доказательств), что уровень моря не опускался до этих глубин.
Считается, что основным механизмом эрозии каньона являются мутные течения и подводные оползни . Потоки мутности — это плотные , насыщенные осадками потоки , которые текут вниз по склону, когда нестабильная масса отложений, быстро отложившаяся на верхнем склоне, разрушается, возможно, из-за землетрясений. Существует целый спектр типов мутности или плотности течений, от « мутной воды» до массивных селевых потоков, и свидетельства существования обоих этих конечных членов можно наблюдать в отложениях, связанных с более глубокими частями подводных каньонов и каналов, таких как лопастные отложения ( сель) и дамбы вдоль каналов.
Массовое истощение , оползни и подводные оползни — это формы обрушений склонов (воздействие силы тяжести на склон холма), наблюдаемых в подводных каньонах. Массовая потеря — это термин, используемый для обозначения более медленного и меньшего действия материала, движущегося вниз по склону. Опрокидывание обычно используется для вращательного движения масс на склоне холма. Оползни или оползни обычно представляют собой отрыв и перемещение масс отложений.
Сейчас понятно, что многие механизмы создания подводных каньонов в большей или меньшей степени имели эффект в разных местах, даже внутри одного и того же каньона, или в разное время в ходе его развития. Однако, если необходимо выбрать основной механизм, линейная морфология каньонов и каналов вниз по склону, а также транспортировка выкопанных или рыхлых материалов континентального склона на обширные расстояния требуют, чтобы в качестве основных участников выступали различные виды потоков мутности или плотности.
Помимо описанных выше процессов, особенно глубокие подводные каньоны могут образовываться и другим способом. В некоторых случаях море, дно которого значительно ниже уровня моря, отрезано от более крупного океана, с которым оно обычно соединяется. Море, которое обычно пополняется за счет контакта и притока воды из океана, теперь больше не пополняется и, следовательно, высыхает в течение определенного периода времени, который может быть очень коротким, если местный климат засушливый. В этом сценарии реки, которые раньше впадали в море на высоте уровня моря, теперь могут гораздо глубже врезаться в дно теперь обнаженного дна. Мессинский кризис солености является примером этого явления; Между пятью и шестью миллионами лет назад Средиземное море отделилось от Атлантического океана и испарилось примерно за тысячу лет. За это время дельта реки Нил, среди других рек, простиралась далеко за пределы своего нынешнего местоположения как в глубину, так и в длину. В результате катастрофического события бассейн Средиземного моря был затоплен. Одним из важных последствий является то, что разрушенные подводные каньоны теперь находятся намного ниже нынешнего уровня моря.