Подводный каньон — это крутосклонная долина, врезанная в морское дно континентального склона , иногда простирающаяся далеко на континентальный шельф , имеющая почти вертикальные стены, а иногда имеющая высоту стен каньона до 5 км (3 мили) от дна каньона до края каньона, как в Большом Багамском каньоне . [1] 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, содержащих осадок вод, которые поставляются реками или генерируются на морском дне штормами, подводными оползнями, землетрясениями и другими нарушениями почвы. Мутные потоки движутся вниз по склону с большой скоростью (до 70 км/ч (43 мили в час)), размывая континентальный склон и, наконец, откладывая осадок на абиссальной равнине , где частицы оседают. [2]
Около 3% подводных каньонов включают шельфовые долины, которые пересекают континентальные шельфы поперечно и которые начинаются с их верхних концов, совпадающих с устьями крупных рек , а иногда и внутри них , таких как река Конго и каньон Гудзона . Около 28,5% подводных каньонов врезаются в край континентального шельфа, тогда как большинство (около 68,5%) подводных каньонов вообще не смогли значительно прорезать свои континентальные шельфы, имея свои верхние начала или «головы» на континентальном склоне, ниже края континентальных шельфов. [3]
Считается, что образование подводных каньонов происходит в результате по крайней мере двух основных процессов: 1) эрозии, вызванной мутным течением; и 2) оползания и массового опустошения континентального склона. Хотя на первый взгляд может показаться, что модели эрозии подводных каньонов имитируют модели речных каньонов на суше, было обнаружено несколько заметно отличающихся процессов, происходящих на границе раздела почва/вода. [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 достигнуть абиссальной равнины. Древние примеры были обнаружены в породах, датируемых неопротерозоем . [ 5] Турбидиты откладываются в нижних устьях или концах каньонов, образуя абиссальный конус выноса .
Подводные каньоны чаще встречаются на крутых склонах, обнаруженных на активных окраинах , по сравнению с более пологими склонами, обнаруженными на пассивных окраинах . [6] Они демонстрируют эрозию через все субстраты, от нелитифицированных осадков до кристаллических пород . Каньоны круче, короче, более дендритные и более близко расположены на активных, чем на пассивных континентальных окраинах. [3] Стены, как правило, очень крутые и могут быть почти вертикальными. Стены подвержены эрозии в результате биоэрозии или оползания . По оценкам, на Земле существует 9477 подводных каньонов, покрывающих около 11% континентального склона. [7]
Были предложены различные механизмы формирования подводных каньонов. Их основные причины были предметом споров с начала 1930-х годов. [12]
Ранняя и очевидная теория заключалась в том, что каньоны, существующие сегодня, были вырезаны во времена ледникового периода, когда уровень моря был примерно на 125 метров (410 футов) ниже современного уровня моря, и реки текли к краю континентального шельфа. Однако, хотя многие (но не все) каньоны находятся вдали от крупных рек, субаэральная речная эрозия не могла быть активной до глубины воды в 3000 метров (9800 футов), где каньоны были нанесены на карту, поскольку хорошо установлено (многими линиями доказательств), что уровень моря не опускался до этих глубин.
Основным механизмом эрозии каньонов считаются мутные потоки и подводные оползни . Мутные потоки — это плотные , нагруженные осадками потоки , которые текут вниз по склону, когда нестабильная масса осадка, которая быстро отложилась на верхнем склоне, обрушивается, возможно, из-за землетрясений. Существует спектр типов мутных или плотностных потоков, начиная от « грязной воды» до массивного селя, и доказательства обоих этих конечных членов можно наблюдать в отложениях, связанных с более глубокими частями подводных каньонов и каналов, таких как дольчатые отложения (грязевой поток) и дамбы вдоль каналов.
Массовая потеря , оползание и подводные оползни — это формы обрушения склонов (эффект гравитации на склоне холма), наблюдаемые в подводных каньонах. Массовая потеря — это термин, используемый для более медленного и меньшего действия материала, движущегося вниз по склону. Оползание обычно используется для вращательного движения масс на склоне холма. Оползни, или слайды, обычно включают в себя отрыв и смещение осадочных масс.
Теперь понятно, что многие механизмы создания подводных каньонов в большей или меньшей степени действовали в разных местах, даже в пределах одного каньона, или в разное время в ходе развития каньона. Однако, если необходимо выбрать первичный механизм, то линейная морфология каньонов и каналов вниз по склону и транспортировка вырытых или рыхлых материалов континентального склона на большие расстояния требуют, чтобы различные виды мутности или плотностных течений выступали в качестве основных участников.
В дополнение к описанным выше процессам, подводные каньоны, которые особенно глубоки, могут образовываться другим способом. В некоторых случаях море с ложем значительно ниже уровня моря отрезано от более крупного океана, с которым оно обычно соединено. Море, которое обычно пополняется за счет контакта и притока из океана, теперь больше не пополняется и, следовательно, высыхает в течение периода времени, который может быть очень коротким, если местный климат засушливый. В этом сценарии реки, которые ранее впадали в море на высоте уровня моря, теперь могут гораздо глубже врезаться в дно теперь обнаженного ложа. Мессинский кризис солености является примером этого явления; между пятью и шестью миллионами лет назад Средиземное море стало изолированным 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 по глубине, так и по длине. В результате катастрофического события бассейн Средиземного моря был затоплен. Одним из важных последствий является то, что размытые подводные каньоны теперь находятся намного ниже современного уровня моря.