Cette illustration montre certains des 16 événements d'écoulement de sédiments documentés au cours de l'expérience coordonnée du canyon. Les flèches indiquent des estimations minimales de la distance parcourue par chaque événement dans le fond du canyon de Monterey. Crédit : 2017 MBARI
Tout comme les rivières déplacent les sédiments à travers la terre, les courants de turbidité sont le processus dominant qui transporte les sédiments et le carbone organique des zones côtières vers les eaux profondes. Les courants de turbidité peuvent également détruire les câbles sous-marins, canalisations, et d'autres structures humaines. Contrairement aux rivières, cependant, les courants de turbidité sont extrêmement difficiles à étudier et à mesurer. Lors de la réunion d'automne 2017 de l'American Geophysical Union, des scientifiques du monde entier présenteront 19 conférences et affiches sur la Coordinated Canyon Experiment, la plus vaste, effort à long terme pour surveiller les courants de turbidité jamais tenté. Les résultats de ce projet de deux ans remettent en question les paradigmes existants sur les causes des courants de turbidité, à quoi ils ressemblent, et comment ils fonctionnent.
La Coordinated Canyon Experiment (CCE) a été menée à Monterey Canyon, au large de la Californie centrale, sur une période de 18 mois entre octobre 2015 et avril 2017. Pendant cette période, les scientifiques ont observé et mesuré au moins 16 courants de turbidité à l'aide de dizaines d'instruments à sept endroits différents du canyon. Ces instruments ont permis aux chercheurs de suivre les flux de sédiments sur une étendue de canyon de 50 kilomètres, à des profondeurs d'environ 250 à 1, 850 mètres.
En utilisant une variété de nouveaux instruments et technologies, les chercheurs ont collecté des données non seulement sur le mouvement de l'eau et des sédiments, mais aussi sur l'évolution et la forme des fonds marins. Les processus physiques au sein des écoulements ont été surveillés à des échelles spatiales allant du centimètre au kilomètre, et sur des échelles de temps allant de quelques secondes à plusieurs mois. Les données résultantes ont donné une vue nouvelle et étonnamment compliquée d'un phénomène d'importance mondiale qui a été étudié et modélisé pendant près de 100 ans.
Au cours de l'expérimentation, une équipe internationale de chercheurs du Monterey Bay Aquarium Research Institute, le US Geological Survey, l'Université de Hull, l'Université de Southampton, l'Université de Durham, et l'Ocean University of China ont combiné leur expertise et leurs équipements. Cela a permis à l'équipe de surveiller chaque courant de turbidité avec des détails sans précédent.
Cette illustration montre certains des instruments qui ont été déplacés vers le bas du canyon par un écoulement de sédiments le 15 janvier 2016. Étonnamment, certains grands, les instruments lourds allaient plus loin que les plus petits, instruments plus légers. Crédit : 2017 MBARI
L'expérience a montré que les événements de transport de sédiments dans le canyon de Monterey sont plus courants et beaucoup plus complexes qu'on ne le croyait auparavant. Plutôt que d'être simplement des flux d'eau chargée de sédiments, certains courants de turbidité impliquaient également des mouvements à grande échelle de l'ensemble du fond marin. Par ailleurs, de nombreux courants de turbidité ont changé de caractère au fur et à mesure qu'ils descendaient le canyon, suggérant qu'aucun modèle de flux unique ne peut expliquer tous les processus impliqués.
Les chercheurs ont été particulièrement surpris de constater que le moment des 16 courants de turbidité surveillés ne coïncidait pas avec les déclencheurs couramment proposés, comme les tremblements de terre ou les inondations, et seulement quelques-uns ont coïncidé avec des événements de surf extrêmes. Une explication possible est que les sédiments s'accumulent progressivement à l'intérieur et autour des bords du canyon de Monterey jusqu'à ce qu'ils atteignent un certain seuil, après quoi des courants de turbidité peuvent être déclenchés par des ruptures relativement petites de la paroi du canyon.
Particulièrement intéressant pour les géologues à la recherche de gisements de pétrole et de gaz, les mesures quantitatives des sédiments et les relevés détaillés du fond marin et du sous-sol utilisés dans cette expérience ont donné aux géologues la toute première opportunité de corréler des courants de turbidité d'une magnitude connue, Le degré, et la durée avec des structures sédimentaires à grande et petite échelle observées de première main sur le fond marin. Après des millions d'années, ces mêmes structures sédimentaires forment parfois des conduits ou des pièges pour le pétrole et le gaz dans les roches sédimentaires.
Ce graphique montre certaines des vitesses de courant élevées mesurées dans différentes parties du canyon de Monterey au cours du 15 janvier 2016 événement d'écoulement de sédiments. Crédit :MBARI
L'expérience Coordinated Canyon a donné lieu à de nombreuses autres premières dans le domaine de la géologie marine :
