Îmi place să citesc ziare vechi. În urmă cu câteva zile făceam câteva cercetări ocazionale despre geomorfologia adâncurilor marine din largul coastei de est a SUA și am dat peste articolul publicat în 1936 în American Journal of Science de către geologul și profesorul de la Harvard Reginald Daly* despre originea canioanelor submarine. Înainte de anii 1920, oceanografii și geologii marini cartografiau adâncimea până la fundul mării prin aruncarea unei linii cu greutăți în apă și măsurarea lungimii liniei atunci când aceasta atingea fundul. Cu ajutorul acestor date au fost realizate hărți ale topografiei fundului mării, denumite hărți batimetrice. Dar toate acestea s-au schimbat în anii 1920, odată cu dezvoltarea unei noi tehnologii pentru știința marină de explorare:
Sondajele eco au fost introduse pentru studiile în ape adânci începând cu anii 1920. Tehnologiile Sonar__ __(SOund NAvigation and Ranging) au revoluționat oceanografia în același mod în care fotografia aeriană a revoluționat cartografierea topografică.^
Ca urmare a acestui nou instrument, noi date care caracterizau forma și scara peisajului de sub mare au fost publicate într-un ritm rapid. Canioanele submarine au fost identificate de cartografii pre-SONAR, dar abia după acest progres tehnologic am realizat cât de comună este această caracteristică. Acum știm că există sute (poate mii, în funcție de definiția pe care o dați) de canioane submarine care taie platformele și pantele continentale de pe tot cuprinsul Pământului. Canionul submarin Monterey din largul Californiei centrale, de exemplu, este la fel de adânc și de lat ca și Marele Canion.
Articolul lui Daly din 1936 este o bijuterie de citit datorită scopului său simplu și concis: să rezume cunoștințele actuale pe baza acestor noi date și apoi să discute cum au apărut aceste caracteristici submarine în acest context. Daly rezumă câteva dintre observațiile cheie din aceste noi date – voi parafraza aici:
- Câteva canioane submarine par a fi prelungiri în larg ale marilor râuri, dar sunt multe care nu corespund cu râuri.
- Câteva părți ale platourilor continentale, în special în apropierea coastei, au caracteristici de eroziune care sunt în mod clar râuri pleistocene înecate acum (când nivelul mării era cu ~100 m mai jos decât astăzi).
- Multe canioane au fost urmărite până la aproape 3000 de metri sub nivelul mării.
- Canioanele sunt relativ drepte, cu axa orientată în jos pe panta continentală.
- Câteva canioane se ramifică la capetele lor superioare, semănând cu modelele dendritice ale bazinelor de drenaj ale râurilor de pe uscat.
- Câteva canioane se lărgesc și se evazează la capetele lor exterioare, spre adâncurile oceanului.
- Fundamentele canioanelor examinate până acum sunt acoperite cu noroi.
Dar ce se întâmplă cu aceste canioane submarine recent cartografiate? Cum s-au format aceste caracteristici lineare de eroziune care se extind în afara platformei continentale în ape mult mai adânci (până la 3.000 m sau 9.500 ft)? Cu siguranță că nivelul mării nu a scăzut atât de mult permițând râurilor să se extindă în bazinele oceanice drenate. Daly discută o idee propusă de alții, conform căreia poate că nivelul mării a fost coborât în sens relativ, ca urmare a ridicării tectonice:
Concepția predominantă privind originea șanțurilor cere ca spre sfârșitul dezvoltării platourilor din cele trei oceane să fi fost ridicate la aproape 3000 de metri, apoi pentru o perioadă geologic scurtă menținute stabile și în cele din urmă forțate să se scufunde la aproape 3000 de metri, astfel încât să restabilească cu o finețe extremă relația hipsometrică descrisă. Improbabilitatea unei astfel de oscilații, care să afecteze cinci continente și fundul mărilor corespunzătoare, este imediat evidentă.
Cu alte cuvinte, a avut loc o ridicare globală de aproape 3.000 de metri urmată de o subsidență globală de aceeași magnitudine pentru a produce o schimbare atât de mare a nivelului mării. Aproape că îl auziți pe Daly exclamând „Este absurd!” în declarația sa de mai sus. O asemenea magnitudine și o asemenea schimbare globală ar fi lăsat alte dovezi pe toată planeta. Așadar, cum s-au format aceste canioane și canale de mare adâncime?
Daly folosește restul lucrării pentru a propune o ipoteză conform căreia curenții bogați în sedimente au fost suficient de densi pentru a curge pe pantele subacvatice sub forța gravitației:
Atâta timp cât sedimentele erau „suspendate” … acea apă era efectiv mai densă decât apa curată mai departe în largul mării sau decât apa de sub zona de agitație rapidă. Trebuie să fi existat o tendință ca apa cu greutate să se scufunde sub apa mai curată, să alunece de-a lungul fundului ușor înclinat al platformei și să curgă și mai repede pe panta continentală mai abruptă. … Au fost acești curenți de fund suficient de puternici pentru a fi excavat șanțurile submarine despre care se discută acum?
Potrivit. Și, da, acești curenți de densitate încărcați cu sedimente – numiți curenți de turbiditate – și fluxuri similare sunt suficient de viguroși pentru a contribui la eroziunea canioanelor submarine. Decenii de știință de la articolul lui Daly au arătat că depozitele de curenți de turbiditate – numite turbidite – se adună la gura și în interiorul acestor canioane de mare adâncime. Această relație este cunoscută din sistemele de supraveghere încă active astăzi (sau foarte recente din punct de vedere geologic) și din investigarea exemplelor antice care au fost îngropate, litificate, iar acum sunt expuse ca aflorimente la suprafața Pământului.
Ipoteza lui Daly a făcut exact ceea ce ar trebui să facă ipotezele – a dus la continuarea cercetărilor, așa cum se afirmă în deschiderea celebrei lucrări a lui Heezen și Ewing (1952) despre cutremurul din Grand Banks și curentul de turbiditate:
Stimulați de ipoteza lui Daly (1936) potrivit căreia curenții de densitate (turbiditate) au sculptat canioanele submarine care disecă marginile continentale, Stetson și Smith (1937), Kuenen (1937, 1947, 1948, 1950) și Bell (1942) au efectuat experimente în bazine din care au concluzionat că curenții de turbiditate nu numai că sunt posibili în marea modernă, dar sunt agenți importanți de transport.
Știință!
Știm tot ce este de știut despre formarea canioanelor submarine? Cu siguranță că nu. Mai sunt atât de multe de învățat despre aceste sisteme. Înțelegerea curenților de turbiditate și a peisajelor submerse pe care le formează este dificil de studiat deoarece aceste procese (1) au loc în adâncurile mării, unde este cu câteva ordine de mărime mai dificil/costostisitor să se facă măsurători directe și (2) au loc rar în comparație cu scările temporale umane, cu intervale de recurență de sute până la mii de ani. Experimentele numerice și fizice (în canale) se îmbunătățesc în mod constant, dar mai sunt încă multe de făcut. Înțelegerea acestor sisteme este importantă, deoarece acestea sunt cele mai mari acumulări de detritus de pe Pământ; ele reprezintă o arhivă a construcției munților, a schimbărilor climatice și, la scări temporale mai recente, a influenței antropice asupra transferului de material de pe uscat în mare.
Îmi face plăcere să citesc aceste lucrări vechi, deoarece arată că am făcut progrese. Merită ca din când în când să faci un pas mare înapoi și să recitești lucrările revoluționare din domeniul tău.
Reginald Aldworth Daly (1936). Originea canioanelor submarine American Journal of Science
*Imagini: (1) captură de ecran cu titlul și rezumatul lucrării lui Daly (1936); (2) Harta conturată din 1897 a „Văii submerse” din Monterey, așa cum a fost publicată de George Davidson în Proceedings of Calif. Acad. of Sciences. Courtesy of NOAA Photo Library; (3) Harta batimetrică a văii Hudson Shelf / USGS; (4) Redarea artistică a unui curent de turbiditate / Open University; (5) Harta canionului submarin Hueneme / USGS
*
* Daly este mai bine cunoscut pentru contribuțiile sale la înțelegerea originii rocilor igoase și pentru primele idei despre tectonica plăcilor.
^* Acest citat, și multe altele despre istoria cartografierii fundului mării, din această pagină de la Penn State; vezi și această pagină SERC despre istoria cartografierii fundului mării.
*