水下雪崩是海洋表面下经常发生的强烈自然现象。它们无法被看到,也很难测量,这意味着我们对它们的形成过程知之甚少。
然而,这些现象对我们的全球通信网络构成了威胁。互联网的普及需要不断扩大的网络海底光缆,它承载着几乎所有的全球互联网流量。
我的新学习古代水下雪崩的起源挑战了我们对水下雪崩如何形成的理解,并可能改变地质学家评估其风险潜力的方式。
据估计,目前全球有超过 550 条活跃的海底电缆,总长度140 万公里– 足以绕地球周长 35 圈。
当海底雪崩破坏海底电缆时,其影响可能是广泛且昂贵的。2006 年台湾屏东地震引发水下雪崩导致东南亚与世界其他地区连接的许多海底电缆被切断。
中国最大的互联网运营商报告90% 的流量损失在地震最严重的时候,台湾与美国之间的互联网流量损失了 74% 至 100%。
这导致全球市场受损,金融交易量大幅减少。修复网络至满负荷耗时 39 天,耗费数百万美元的运输时间。
导致这些电缆断裂的海底雪崩是快速移动最高时速为 72 公里。但与我调查过的大西洋巨型海底雪崩相比,这还是小事一桩。
好消息是海底电缆数量众多,海底雪崩导致全球互联网瘫痪的可能性极小。屏东地震就是一个例子,即使主要线路被切断,至少部分流量仍可以通过替代线路传输。
在一篇新的研究论文中我和同事绘制了 6 万年前发生的巨型海底雪崩的破坏情况,雪崩的源头位于摩洛哥近海。
它穿越了世界上最大的海底峡谷,行程 400 公里,又横跨大西洋海床,行程 1600 公里。这是有史以来第二大海底雪崩。
我们结合详细的海底地形图和数百个沉积物岩芯绘制了雪崩地图,这些岩芯深入了大片雪崩沉积物中。我们分析了每个岩芯中的化石,这使我们能够确定雪崩事件的发生时间为 6 万年前。这也意味着我们可以将数千公里范围内的单个雪崩层关联起来。
雪崩中含有的沉积物足以填满 14 万个温布利体育场(162 立方公里)。雪崩高度与摩天大楼相当(超过 200 米),速度至少为每小时 54 公里,在 400 公里(从伦敦到利物浦的距离)内冲出一条深 30 米、宽 15 公里的沟壑,摧毁了沿途的一切。
然后它蔓延到相当于德国面积的地区,将其埋在大约一米厚的沙泥中。
然而,我们发现,这场雪崩实际上始于一场小型山体滑坡,随后其规模沿其路径增长了 100 多倍。这种规模的极端增长比陆地雪崩要大得多,陆地雪崩的规模通常增长 4 到 8 倍,并且相比之下微不足道。这挑战了科学家认为大雪崩源于大斜坡坍塌的观点。
相反,我们现在知道,水下雪崩一开始可能很小,但会沿着路径发展成为威力巨大的灾难。因此,这些见解可能会改变我们评估这些现象的地质灾害潜力的方式,并可能让我们更多地关注雪崩路径,而不是最初的滑坡区。
这些事件发生的频率取决于你在哪里。海底峡谷开始相对较靠近河口和高降雨集水区每年都会发生几次小型雪崩。其他远离河流排放的系统,如阿加迪尔峡谷位于摩洛哥西北部附近的喀拉拉邦,每 10,000 年才会发生一次大雪崩。
引发水下雪崩的潜在因素有很多,包括地震、潮汐、台风、河流洪水,甚至火山爆发。气候变化会使一些触发因素更加频繁和强烈。
然而,触发因素并不能保证雪崩一定会发生,也与雪崩的规模无关。例如,1755 年,一场大地震袭击了葡萄牙海岸,摧毁了里斯本的大部分地区,造成数万人死亡。然而,它只引发了微小水下雪崩。
相比之下,1929 年大地震加拿大纽芬兰岛沿海触发有记录以来最大的水下雪崩。
我本人及同事使用详细的海底调查和沉积物岩心来重建这次灾难的特性,灾难以每小时 68 公里的速度行进,携带着巨石、沙子和泥土的浓缩混合物,并在下坡过程中断裂了 11 条海底电缆。
雪崩规模巨大,引发海啸,造成当地海岸线 28 人死亡。这是第一起也是唯一一次通过电缆断裂直接测量的大型水下雪崩。
我们对水下雪崩的了解仍处于起步阶段,但研究不断提供新的见解,让我们了解雪崩发生的地点、形成过程以及其威力和破坏力究竟有多大。这些令人着迷的事件提醒我们,深海中仍隐藏着许多奇迹。
克里斯托弗·史蒂文森,定量沉积学高级讲师,利物浦大学