近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所研究員李偉的海底地貌與沉積動力學(xué)研究團(tuán)隊，創(chuàng)新性地揭示了海底麻坑鏈在深水洋流動力作用下演化為海底水道的成因機(jī)制。相關(guān)研究發(fā)表于《地球物理研究快報》。博士研究生喻凱琦為該論文第一作者，李偉為通訊作者，合作作者包括中國科學(xué)院南海海洋研究所研究員詹文歡、中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所研究員吳時國等。

廣袤無邊的海底發(fā)育著眾多的“海底河流”，其在海洋地質(zhì)學(xué)上被稱為“海底水道”。這些海底水道既是洋流動力將海底物質(zhì)向深海搬運(yùn)的重要通道，又是沉積物和海洋藍(lán)碳儲集的重要場所。研究它們的形成和演化機(jī)制，在深海沉積過程、海底地貌演化、海洋油氣資源勘探開發(fā)、海洋藍(lán)色碳匯和深水“源—匯”系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要的科學(xué)意義和社會經(jīng)濟(jì)價值。

近年來，海底水道的“起源”“發(fā)育”和“消亡”成了眾多海洋地質(zhì)研究學(xué)者爭相關(guān)注的熱點問題。南海西部發(fā)育有眾多海底水道，了解這些海底水道的形成機(jī)理和演化過程，能夠有效揭示南海西部的深水沉積過程。

研究人員利用海底多道反射地震資料和高分辨率多波束測深數(shù)據(jù)，在南海西部識別出覆蓋面積約9000 km²的海底水道系統(tǒng)。這些海底水道根據(jù)其展布方向可分為垂直等深線水道和平行等深線水道，而根據(jù)其地貌形態(tài)又可分為“不成熟水道”“過渡水道”和“成熟水道”。基于沉積物巖心和海底洋流觀測等證據(jù)，研究人員對水道系統(tǒng)的地貌形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、沉積物特征及水動力環(huán)境進(jìn)行了綜合分析。結(jié)果顯示，這些水道系統(tǒng)的發(fā)育歸因于重力流和底流兩種動力機(jī)制。重力流和底流分別垂直和平行等深線流動，對研究區(qū)廣泛發(fā)育的海底“麻坑鏈”進(jìn)行改造，從而形成了不同展布方向的兩類水道。該研究還揭示了深水水道從開始發(fā)育到成熟一共經(jīng)歷了麻坑鏈、不成熟水道和成熟水道三個階段。

該研究不僅提出了海底麻坑鏈在底流作用下形成海底水道的發(fā)育機(jī)理，而且進(jìn)一步揭示了這些水道在重力流和底流耦合作用下的地貌演化過程，為全球海底地貌學(xué)家今后解釋海底水道的形成和演化歷史提供了新的思路。