Onderzoekers hebben de grootste troebelheidsstroom ooit gemeten: een 1.100 km lange onderwaterstroom die internetkabels beschadigde. Deze ontdekking onthult hoe deze gebeurtenissen de geologie en wereldwijde telecommunicatie beïnvloeden.
Onder het oceaanoppervlak doen zich indrukwekkende verschijnselen voor die tot voor kort grotendeels onzichtbaar waren voor de wetenschap. Een van deze verschijnselen zijn troebelheidsstromen, stromen sediment die zich met verwoestende kracht verplaatsen, ravijnen onder water uitslijten en enorme hoeveelheden materiaal de diepte in transporteren. Hoewel ze al een eeuw bekend zijn, maakte hun gewelddadige aard het een uitdaging om ze rechtstreeks te bestuderen. Maar dankzij een innovatieve observatietechniek met seismometers op de oceaanbodem is een internationaal team er nu in geslaagd om voor het eerst de interne structuur van deze kolossale onderwaterbewegingen te onthullen.
Het onderzoek, gepubliceerd in Communications Earth & Environment, documenteert de langste troebelheidsstroom ooit gemeten: een stroom die meer dan 1.100 km aflegde met snelheden tot 8 meter per seconde en sediment vervoerde van de monding van de Congo-rivier naar de bodem van de Atlantische Oceaan. Deze bevindingen tarten niet alleen eerdere opvattingen over de dynamiek van deze fenomenen, maar verklaren ook hoe ze onderzeese internetkabels kunnen breken, waardoor de telecommunicatie in grote delen van de planeet wordt verstoord.
Troebelheidsstromen: de verborgen “rivieren” van de oceaan
Troebelheidsstromen zijn het onderwaterequivalent van sneeuwlawines of aardverschuivingen. Ze ontstaan wanneer sedimenten die zich hebben opgehoopt op het continentaal plat zich plotseling naar diepere gebieden verplaatsen. Hun impact is enorm: ze graven onderzeese ravijnen uit, herverdelen sedimenten en transporteren grote hoeveelheden organische koolstof, waardoor ze de wereldwijde koolstofcyclus beïnvloeden.
Ondanks hun relevantie zijn deze stromingen moeilijk te bestuderen omdat hun vernietigende kracht het onmogelijk maakt om instrumenten direct in hun pad te plaatsen. Tot nu toe waren de meest betrouwbare metingen afkomstig van gebroken telecommunicatiekabels, die aanwijzingen gaven over de snelheid en richting van deze gebeurtenissen. Deze gegevens waren echter fragmentarisch en gaven geen inzicht in de interne structuur van de stroming of de voortplantingsmechanismen.
Het experiment dat ons begrip van de zeebodem veranderde
Om deze beperking te overwinnen, bedacht een team onderzoekers van GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel en Durham University een innovatieve strategie: het gebruik van seismometers op de oceaanbodem om de activiteit van troebelheidsstromen van een afstand te registreren. Deze sensoren, die op strategische punten buiten de gevarenzone werden geplaatst, pikten de trillingen op die door de sedimentbeweging werden opgewekt, waardoor de evolutie van de stroming nauwkeurig kon worden gereconstrueerd.
Dankzij deze methode werden in januari en maart 2020 twee grote troebelheidsstromen geïdentificeerd in de Congo Canyon. Ze legden elk meer dan 1.100 km af met snelheden tot 8 m/s en zijn daarmee de grootste troebelheidsstromen die ooit zijn gemeten. De gegevens onthulden dat deze stromingen niet uniform zijn, maar bestaan uit pulsen met hoge snelheid, waarvan sommige tot 20 km achter het hoofdfront voorkomen. Deze pulsen zijn essentieel voor het behoud van de energie van de stroming, waardoor deze zulke lange afstanden kan afleggen zonder te verdwijnen.
Invloed op de onderzeese infrastructuur en het ecosysteem van de oceaan
Een van de meest relevante bevindingen van het onderzoek is de relatie tussen deze stromingen en de verstoring van onderzeese telecommunicatiekabels, die meer dan 95% van het wereldwijde internetverkeer vervoeren. Tijdens de gebeurtenissen in 2020 werden verschillende storingen van datakabels gemeld voor de kust van West-Afrika, waardoor internet- en communicatiediensten werden verstoord op het hoogtepunt van de COVID-19 pandemie.
Deze ontdekking is van cruciaal belang omdat we hierdoor kunnen begrijpen welke delen van de zeebodem het meest kwetsbaar zijn en de planning van onderwaterinfrastructuur kunnen verbeteren. Het heeft ook ecologische implicaties: door grote hoeveelheden sediment en organisch materiaal te transporteren, beïnvloeden troebelheidsstromen de distributie van voedingsstoffen en zeeleven in de diepzee.
Een nieuw paradigma in onderwatergeologie
Tot nu toe werd aangenomen dat de hoogste snelheid van een troebelheidsstroom zich aan de voorkant voordeed. De verkregen gegevens spreken dit idee echter tegen. Zoals het onderzoek uitlegt, “tonen onze resultaten aan dat het dichte front van deze troebelheidsstromen geen continue stroom is, maar een reeks pulsen die tussen de 5 en 30 minuten duren”. In feite worden de snelste pulsen niet aan de voorkant gevonden, maar tot 30-60 minuten daarachter.
Dit nieuwe model suggereert dat de stroming niet alleen door traagheid oprukt, maar in stand wordt gehouden door een combinatie van meerdere sedimentpulsen. Deze informatie is essentieel om simulaties van deze gebeurtenissen te verbeteren en de impact ervan nauwkeuriger te voorspellen.
De toekomst van onderwateronderzoek
Het gebruik van seismometers op de oceaanbodem is een waardevol hulpmiddel gebleken om deze verschijnselen veilig en gedetailleerd te bestuderen. In de toekomst zijn onderzoekers van plan om deze aanpak uit te breiden naar andere regio’s in de wereld, met als doel om te identificeren hoe deze stromingen worden opgewekt, welke factoren van invloed zijn op hun intensiteit en hoe ze mariene ecosystemen beïnvloeden.
Deze bevindingen openen een nieuw tijdperk in de onderwatergeologie. Voor het eerst kunnen we zien wat er in de diepe oceaan gebeurt met een ongekende resolutie. Een beter begrip van deze processen zal niet alleen helpen om de onderwaterinfrastructuur te beschermen, maar zal ons ook aanwijzingen geven over de dynamiek van de planeet en de invloed van klimaatverandering op de oceanen.
