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实验室朱俊江教授团队硕士生张绍玉在国际权威期刊《Journal of Marine Science and Engineering》发表澎湖峡谷内部周期阶坎的最新成果

发布人:丁文雁 发布时间:2022-09-19 浏览次数:1011

2022915日在国际权威学术期刊Journal of Marine Science and Engineering(影响因子为2.744上在线发表了题为:“Submarine Small-Scale Features of Cyclic Steps in the Penghu Canyon: Implications for the Migration of Canyon的最新研究成果。该成果是由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室李三忠教授项目支持下完成,该成果的第一作者为硕士生张绍玉,通讯作者为朱俊江教授,李三忠教授为共同作者。

海底峡谷被认为是沉积物运输的主要通道和临时沉积带,是研究海底地貌演化过程的重要线索,并且峡谷迁移是研究海洋环流和古气候变化的重要标志。周期阶坎是一种常见的海底底形,具有新月形、阶梯状、长波状和向上游迁移的特征。从多波束测深数据中,全球海底峡谷,如蒙特雷、圣莫尼卡、穆古、雷东多、卡梅尔等峡谷中均有周期阶坎的发现,但南海以往仅在西澎湖峡谷和台湾峡谷中发现了新月形周期阶坎的存在。周期阶坎通常分为净侵蚀或净沉积型,受控于侵蚀作用或沉积作用。早期研究认为周期阶坎的形成是由潮汐、滑移坍塌或浊流形成。虽然周期阶坎的形成机理和运输模式上许多学者已经研究,但新月形周期阶坎如何影响峡谷的迁移仍然是一个未解之谜。本研究发现南海澎湖峡谷下段的周期阶坎,该特征地貌完善了南海海底底形系统,是一类重要的海底底形补充,这更好地揭示了海底峡谷的迁移和演化机制。

该研究利用2020年“东方红3”号科考船在南海东北部采集的多波束数据,通过多波束数据的处理和分析,识别出澎湖海底峡谷、峡谷下段的周期阶坎和沉积物波(图1和图2)。对海底地形地貌的形态参数计算和剖面分析,发现澎湖海底峡谷上段呈侵蚀状态的V形,下段为堆积状态的U形,符合浊流侵蚀作用下形成的峡谷特征。六个周期阶坎(波长为1-6 km,波高为19-81 m分布在澎湖峡谷的下段,位置处于澎湖峡谷和台湾峡谷的相接部位(图1和图2)。根据周期阶坎所处位置以及波长变化,该成果认为洋流、底流以及滑移坍塌作为周期阶坎主控因素,确定了周期阶坎是由流经澎湖峡谷和台湾峡谷的浊流形成的。根据沉积物波与周期阶坎边界的测深变化(Q1Q3)表明,沉积物波的形成不仅受控于台湾峡谷浊流的控制,还受北太平洋深水侵入引起的洋流的控制。周期阶坎的存在表明峡谷是活跃的,研究发现与CS1-CS3的轴线相比,CS4-CS6的轴线向西偏移了约5°。根据周期阶坎轴线方向的不一致以及澎湖峡谷独特的地理位置,提出澎湖峡谷向西发生了迁移。内波和内潮的混合和破碎,以及北太平洋深水与南海之间的深水交换,对周期阶坎向上游迁移过程中侵蚀产生的峡谷沉积物和深海沉积物的再运输具有重要影响。这些洋流也为澎湖峡谷向西迁移提供了流体动力学条件。此外,来源于台湾岛或由太平洋深水入侵所运输的沉积物也会对澎湖峡谷的向西迁移产生影响。该成果认为周期阶坎的出现意味着澎湖峡谷下部具有向西迁移的趋势,如果台湾南部峡谷沉积波场STSW向东进一步生长,将导致澎湖峡谷东壁的侵蚀,澎湖峡谷可能向东迁移。该成果为后续研究周期阶坎和峡谷的形成演化和迁移提供了地形和地貌方面的直接证据。

1.澎湖峡谷下段周期阶坎三维地形

2. 峡谷群内周期阶坎分布及形成机制

  

该成果受到国家自然科学基金项目和山东省自然科学基金面上项目等资助。

Zhang, S., Zhu, J*., Jia, Y., Li, S., Chen, R., Chen, X., Ou, X., Li, Q. Submarine Small-Scale Features of Cyclic Steps in the Penghu Canyon: Implications for the Migration of Canyon. J. Mar. Sci. Eng. 2022, 10, 1301. https://doi.org/10.3390/jmse10091301

相关链接:https://www.mdpi.com/2077-1312/10/9/1301.