Открытие контуритовой системы отложения в зоне разлома Вема (Центральная Атлантика)

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 13834 (2023) Цитировать эту статью

160 доступов

Подробности о метриках

Сочетание высокого поступления наносов и интенсивных придонных течений часто приводит к образованию контуритов (отложений, отложившихся или существенно переработанных придонными течениями). Оба этих компонента присутствуют в долине зоны разлома Вема, которая является важнейшим каналом распространения антарктических придонных вод с запада на северо-восток Атлантики. Однако за более чем полувековые исследования в этом регионе не обнаружено никаких контуритовых наносов, рвов и контуритовых каналов. Преобладающая парадигма седиментации постулирует, что мутные потоки преимущественно определяли седиментацию в этом регионе в плейстоцене. В этой работе описан первый пример контуритовой системы отложений, обнаруженной в зоне разлома Вема. Открытие было сделано посредством детального профилирования поддона с высоким разрешением, а также численного моделирования и прямых измерений скоростей придонных течений. Такие системы в зонах разломов встречаются исключительно редко. Это исследование подчеркивает важность дальнейших исследований контуритов вдоль зоны разлома Вема на основе современных представлений о контуритах и ​​смешанных системах осадконакопления. В работе также подчеркивается необходимость переоценки влияния придонных течений на седиментацию в этом регионе, и особенно в узких участках долины зоны разлома.

Контуритовые отложения в абиссальных областях Атлантики служат свидетельством активности глубоководных слоев Северной Атлантики (NADW) и придонных вод Антарктики (AABW)1,2, которые являются важными частями атлантического меридионального переворачивания. AABW распространяется в Атлантике через ряд глубоководных проходов (например, канал Вема, разрыв Кейн, разрыв Дискавери, зона разлома Романш). Контуритовые системы отложения (CDS), связанные с этими океаническими проходами, являются ключевыми для изучения истории активности AABW и ее влияния на седиментацию1,3,4,5,6,7 (в масштабе сотен тысяч и миллионов лет). . Отличительной особенностью морфологии Центральной Атлантики является семейство зон разломов с большим смещением (FZ)8,9. Они были унаследованы от первоначального распада Атлантики и служат важнейшими путями распространения ААДВ из западной в восточную часть океана10. Однако этот регион по-прежнему остается белым пятном в современных базах данных распространения CDS11,12,13. Редким примером конкретного исследования, посвященного контуритам в зонах разломов Центральной Атлантики, является работа Уэстолла и др.14, описывающая волны отложений на фланге северного поперечного хребта, граничащего с разломом Романш.

Зона разлома Вема является одной из наиболее заметных зон разломов в регионе. Он играет решающую роль в распространении ААДВ от Западной до Северо-Восточной Атлантики. Транспорт AABW превосходит транспорт, наблюдаемый в любой другой зоне разлома Центральной Атлантики15,16,17,18,19,20. Несмотря на интенсивный поток AABW через FZ и большое количество наносов21,22,23,24, в этом районе было зарегистрировано мало особенностей контурита. Хизен и др.21 обнаружили рябь, размывы и следы веяния на фотографиях дна долины зоны разлома. Кастенс и др.25 сообщили о синусоидальных осадочных телах, расположенных внутри и вблизи Главной зоны трансформной деформации в восточной части активной трансформной долины. Осадочный чехол в этой зоне подвержен значительным постседиментационным деформациям25. Тем не менее, авторы отдали предпочтение осадконакопительной (нетектонической) гипотезе формирования этих образований и интерпретировали их как погребенные осадочные волны.

Активные исследования осадочного чехла в пределах ЗМ Вема проходили в период доминирования турбидитовой парадигмы22,25,26,27,28, которая стала основной парадигмой глубоководного осадконакопления в регионе. Широко распространено мнение, что седиментация в долине зоны Вема в основном контролировалась гравитационными потоками с южноамериканского континентального склона (по крайней мере, в плейстоцене)21,27,29. Этот вывод во многом основан на исследованиях, сосредоточенных на активной части зоны разлома между двумя хребто-трансформными пересечениями (RTI)21,22,25,26,27,30. В данной работе исследуется малоизученный сектор ЗИ Вема, расположенный к востоку от восточного РТИ. В нем сообщается об открытии системы отложений, состоящей из рвов и наносов в долине зоны разлома. Это представляет собой примечательное и нечастое явление в Атлантическом океане (еще несколько примеров описано Уэнзельманном-Небеном и Голем31, Скраттоном и Стоу32), что важно для дальнейшего развития классификации дрейфа контуритов и для расширения понимания сред, в которых могут образоваться заносы. Исследование основано на результатах анализа поддонных профилей высокого разрешения и численного моделирования скоростей придонных течений, проведенного в исследованной части зоны разлома впервые. Результаты, представленные здесь, позволяют по-новому взглянуть на седиментацию в исследуемой области, рассматриваемую через призму современных концептуальных парадигм для контуритов и смешанных систем осадконакопления (четко резюмированных Эрнандес-Молиной и др.33). Однако данная работа не отрицает существенного вклада мутных потоков с южноамериканского склона в осадочное заполнение долины зоны разлома.