Dedesubtul strâmtorii Bosfor curge un fluviu misterios. Are maluri şi albii strâmte, iar în anumite locuri are un kilometru lăţime. Dacă ar fi şerpuit pe uscat, volumul de apă pe care îl transportă pe secundă l-ar face al şaselea mare fluviu după Amazon, Gange, Congo, Yangtze şi Orinoco. Cu toate acestea, echipajele de la bordul navelor ce străbat strâmtoarea dintre Marea Marmara şi Marea Neagră nici măcar nu ştiu că există acest fluviu. Curge în linişte la 70 de metri dedesubtul lor înainte de a ajunge la marginea platoului marin și să dispară în adâncuri.

Fluviul ascuns nu are nici un nume, dar cu toate astea este fără îndoială unic. Miriade de fluvii subacvatice străbat încoace şi încolo fundul oceanelor, unele dintre ele pe lungime de mii de kilometri, zeci de kilometri lăţime şi sute de metri adâncime. Ele sunt arterele planetei noastre. Ele mută sedimentele la adâncime, cărând cu ele oxigen şi nutrienţi care permit vieţii să prospere la mari adâncimi. Ele par de asemenea să fie o parte vitală a circuitului global al carbonului, îngropând materia organică adusă de la ţărm.

Cum lucrează aceste fluvii este totuşi un mister. Sateliţii nu pot pătrunde atât de mult sub apă, iar sonarele şi radarele de la suprafaţă sunt de puţin folos. Acum, în cele din urmă, submarine şi experimente subacvatice deschid o fereastră către aceste enigmatice fluvii submarine. Descoperirile lor ar putea fi un avantaj pentru oricine, de la climatologi până la companiile de telecomunicaţii şi cele petroliere.

Secaţi toate oceanele lumii şi veţi descoperi că fluviile subacvatice au scobit un labirint de jgheaburi cunocute ca şi canale abisale. Fluviile ce se avântă prin ele arată ca şi fluviile terestre, dar se comportă mai degrabă ca şi avalanşele, furtunile de nisip sau revărsările piroclastice ale unui vulcan. Puterea lor distructivă face din ele un risc major pentru cablurile de telecomunicaţii care şerpuiesc pe fundul oceanelor purtând cele mai multe dintre vocile noastre, datele şi traficul internet transoceanice. „Dacă atârni un cablu traversând un canal care are sute de metri adâncime şi câţiva kilometri lărgime şi vine coborând un torent subacvatic, atunci cablul va plesni", spune James Gardner de la Center for Coastal and Ocean Mapping la University of New Hampshire în Durham.

Astăzi companiile speră să evite canalele abisale prin studierea fundului oceanului înainte de a aşeza cablul. Dacă malurile canalului sunt abrupte orice cablu întins de-a curmezișul lui va fi suspendat la jumătate adâncime şi mai predispus unei avarii accidentale datorită echipamentului de pescuit sau ancorelor, spune Stuart Wilson, manager ingineria rutării cablurilor la Global Marine Systems în Chelmsford, Marea Britanie. Aşează un cablu în calea unui fluviu subacvatic şi va zdrăngăni că o strună de ghitară atât de tare, încât există riscul de abraziune datorită frecării de marginile malurilor, spune el.

şi totuşi le-a luat ceva timp firmelor ce amplasează cabluri să devină conştiente de fluviile subacvatice şi potenţialul lor distrugător. Când regina Victoria a trimis o telegramă de felicitare preşedintelui SUA, James Buchanan pe 16 august 1868 în onoarea primului cablu transatlantic, existau deja lungi cabluri telegrafice de-a lungul şi de-a latul Mărilor Mediterană şi Roşie. Navele ce le lăsau pe fundul mării erau fericit inconştiente de perfidele revărsări submarine. Ş timp de câteva decenii norocul a fost de partea lor.

Toate acestea s-au schimbat la ora 5.02 PM pe 18 noiembrie 1929 când un cutremur puternic a lovit la 250 de kilometri de sudul coastei Newfoundland, Canada. Cu o magnitudine de 7,2, a fost unul puternic, dar pe ţărm pagubele au fost minime - au căzut câteva coşuri de casă şi câteva drumuri au fost blocate de alunecări minore de teren.

Pe fundul oceanului a fost o altă poveste. Cutremurul, numit Grand Banks, a declanşat un torent subacvatic. Circa 200 kilometri cubi de sedimente s-au prăvălit rostogolindu-se de-a lungul unei pante, rupând o duzină de cabluri telegrafice transatlantice, lipsind coasta canadiană de comunicaţii. Douăzeci şi opt de persoane au pierit când tsunami care a urmat după aceea a măturat ţărmul.

Cartografierea rupturilor

La acea vreme ruperea cablurilor era pusă pe seama cutremurelor. Au mai trecut încă două decenii până când cercetătorii au identificat adevăratul vinovat. Geologii Bruce Heezen şi Maurice Ewing de la Columbia University din NewYork au analizat înregistrările de la Grand Banks, notând unde şi când a plesnit fiecare cablu submarin. Concluzia lor? Cutremurul a trimis rostogolindu-se sedimente de pe platoul continental. Un amestec de mâl şi apa mării a maturat fundul mării la o viteza înspăimântătoare, plesnind cablu după cablu. Calculele lui Heezen şi Ewing au arătat că revărsarea acestui "curent învolburat" a ajuns viteze până la 100 de kilometri pe oră, săpând maluri pe fundul mării şi prăvălindu-se cu 600 de kilometri pe oră pe panta continentală de la epicentrul cutremurului.

La momentul descoperirii lui Heezen şi Ewing, geologii au început să suspecteze că fundul oceanelor era traversat în toate direcţiile de canale abisale. Cartografierea subacvatică de început, neprelucrată, de la sfârşitul anilor '30 şi '40 ai secolului trecut a descoperit tăieturi profunde scobite de eroziunea marginilor platoului continental, aşa cum şi Grand Canyon muşcă din pământ. Geologii au sugerat că aceste trăsături erau rezultatul eroziunii subacvatice cauzată de curenţii învolburați încărcaţi de sedimente. Dar a fost cercetarea lui Heezen şi Ewing cea care a determinat ce a putut declanşa şi da formă acestor curenţi.

Curenţii tulburi încă mai rup cablurile submarine. Cu 95 la sută din telefonia internaţională, internet şi transmisiunea de date bâzâind prin ele, o ruptură poate lăsa o întreagă regiune fără comunicaţii. De exemplu, în 2006, un cutremur lângă Taiwan a provocat o revărsare violentă de turbiditate  care a aruncat insula într-o întrerupere temporară a comunicaţiilor. Cel puţin 16 cabluri au fost rupte cauzând dezastru în cuprinsul Asiei de Sud-Est.

Cu o miză atât de mare în joc, este pe undeva surprinzător că avem hărţi mai bune cu canalele încrucişându-se pe Marte şi Venus decât cu canalele abisale de pe Pământ. „Ar lua sute de ani de timp-navă pentru a le găsi şi cartografia pe toate", spune Gardner. „Trebuie să aşteptăm următoarele flote de vehicule teleghidate pentru a face aceasta". Ironic vorbind, adesea este ruperea unui cablu submarin cea care alertează o companie ce amplasează cabluri despre existenţa unui canal pe care nu au reuşit să-l localizeze.

A le pune pe hartă este una; a înţelege cum funcţionează este alta. Ciudat, se dovedeşte că fluviile subterane pot „seca" aşa cum fac cele terestre pe timp de secetă. Ele sunt evident umplute cu apă, dar nu există un debit de mâl sau nisip prin ele. În loc de aceasta este nevoie de un eveniment puternic pentru a reporni un curent turbulent. Declanşarea poate fi provocată de un cutremur sau de sedimente care s-au acumulat la vârful unui canion şi se prăbuşesc brusc sub propria greutate.

Sau ar putea fi un fluviu terestru care se varsă în mare. Luaţi fluviul Congo, de exemplu. Când ajunge la Atlantic apele lui sunt bogate în sedimente. Atât de mult încât poate declanşa un fluviu subacvatic care se revarsă departe în ocean, dăltuind un canal abisal în mersul lui. Similar, fluviul Galben în China se rostogoleşte în bazinul Xiaolangdi şi dă naştere unui canal abisal. Sedimentele din fluviu fac revărsarea mai densă decât apa din bazin - astfel că, dacă aţi sta într-o barcă în mijlocul acestuia aţi vedea apele Fluviului Galben alunecând pe dedesubt.

Deşi cele mai multe dintre canalele abisale par să fi fost formate de fluvii şi pot fi urmărite înapoi până la acestea, unele dintre ele au fost localizate chiar în mijlocul oceanelor. Gardner, care în mod obişnuit cartografiază Pacificul, a descoperit canale gigantice, departe de ţărm. „Este greu să explici de ce sunt acolo", spune el, „dar ele sunt acolo".

Fie că sunt într-un ocean sau într-un lac, curenţii mâloşi, turbulenţi sunt „clienţi alunecoşi". "Oamenii au încercat să le măsoare cu instrumente viteza şi concentrația de sedimente, dar de obicei curenţii distrug toate instrumentele", spune Brian Romans, geolog la Virginia Tech în Blacksburg.

Unul dintre fluviile subterane este însă mai prietenos decât altele. Cel uriaş de sub strâmtoarea Bosfor este mai puţin mâlos decât majoritatea. În loc de a conţine sedimente el constă în apă mai sărată care se scurge din Mediterană prin Marea Marmara. Aceste ape sărate fac curentul mai dens decât apele înconjurătoare ale Mării Negre. Iar diferenţa de densitate este suficientă încât să împingă apele de-a lungul fundului mării. Deşi compoziţia curentului este diferită de cea a verilor submarini noroioşi dinamica curgerii este aceeaşi, spune Jeff Peakall, sedimentolog la University of Leeds, Marea Britanie. Şi aflându-se în ape relativ puţin adânci, canalul este mai uşor de studiat.

De-a lungul meandrelor


Peakall a adus la Bosfor un submarin galben robot, de forma unei torpile, în 2010 şi apoi în iulie 2013. Echipa lui a înregistrat primele măsurători detaliate ale debitului prin canalul abisal - şi au fost surprinşi de ceea ce au aflat. La început canalul se răsuceşte şi se întoarce ca un şarpe cu clopoţei înfuriat. Fluviile terestre bineînţeles că pot fi de asemenea şerpuite sau drepte, în funcţie de geografia înconjurătoare şi geologie. Dar fluviile subacvatice sunt diferite. Peakall a analizat canalele abisale de peste tot în lume. "Toate cele şerpuitoare sunt în apropierea ecuatorului, iar când te îndrepţi către poli devin drepte", spune el. 

Dar de ce? Peakall suspectează că vinovatul ar putea fi forţa Coriolis, care abate toate obiectele ce se mişcă într-un sistem de referinţă aflat în rotaţie. Forţa Coriolis este cea care controlează în mare măsură circulaţia atmosferei Pământului şi a oceanelor - fără ea nu am avea uragane sau Gulf Streamul. Efectele ei sunt mai puternice la latitudini mari şi slăbeşte care ecuator. Ar putea deci forţa Coriolis să afecteze de asemenea curenţii turbulenţi?

Neputând să verifice diferite canale abisale în mod direct, Peakall s-a întors la experimentele din laborator. Împreună cu Mathew Wells and Remo Cossu de la University of Toronto, Scarborough, el a montat un rezervor de 2 metri lungime pe o masă rotitoare şi l-a umplut cu apă. Pe fundul rezervorului ei au construit un canal acrilic meandrat şi au introdus un curent salin dens pentru a simula un curent învolburat noroios de la fundul mării. Apoi au rotit rezervorul la diferite viteze pentru a imita rotaţia Pământului la diferite latitudini şi a măsurat debitul de-a lungul canalului.

Ceea ce au descoperit a arătat că fluviile subacvatice sunt foarte mult diferite de corespondentele lor terestre. În ambele cazuri mişcarea apei urmărind o curbură este controlată de o combinaţie de forţe. La suprafaţă principale sunt forţa centrifugă care împinge apa spre exterior, când curge repede după un meandru şi forţa ascensională a apei.

Dar pentru curenţii învolburați Cossu, Wells and Peakall au găsit că forţa Coriolis are şi ea un impact. Pentru a înţelege de ce, gândiţi-vă cu cat este mai uşoară o cărămidă aflată sub apă decât atunci când este în afară ei. Aceasta se datorează faptului că forţa ascensională a apei se contrapune atracţiei gravitaţionale în jos asupra cărămizii.

În mod similar forţa datorată masei unui curent turbulent este diminuată de apa înconjurătoare. Cu o greutate a apei care nu mai este forţa dominantă într-un curent turbulent, forţa Coriolis joacă un rol mult mai mare decât în fluviile de suprafaţă. Ea împinge curentul într-o parte şi conduce la o diferenţă uriaşă de înălţime între cele două laturi.

Acest curent modificat face ca fluviile subacvatice să ia o formă diferită și să depună sedimentele de asemenea diferit. Deoarece forţa Coriolis este mai mare în apropierea polilor, forţele combinate produc un fluviu subacvatic care curge mult mai drept decât o face în apropierea ecuatorului.

Mai mult decât atât, curenţii care se deplasează prin canalele în zigzag o fac într-o manieră diferită de fluviile de suprafaţă, spune Peakall. Când apa unui fluviu urmează un meandru forţele concură astfel încât apa mai aproape de albia cursului curge de la exteriorul curburii spre interior în timpul deplasării la vale. Aproape de suprafaţă apei există o mişcare generală a curentului dinspre interiorul curburii spre exterior. Dar într-un fluviu subacvatic echilibrul forţelor este modificat. „A fost uimitor să vedem cum apa curgând prin canale se comportă exact opus", spune Peakall.

Sunt mai multe ciudăţenii. Fluviile terestre niciodată nu rămân în acelaşi loc, deoarece malurile lor se erodează permanent şi ele se deplasează încet în lateral în luncile lor. Canalele submarine nu fac asta. Odată ce ating un anumit nivel de „meandrare" ele se înalţă pe verticală la sute de metri.

Este mai mult decât a căuta şi studia canalele abisale din pură străduinţă ştiinţifică. Sunt de asemenea mari stimulente economice. Când companiile petroliere caută locuri de forare offshore ţinta lor sunt structurile vechilor canale aflate la 2 până la 4 kilometri sub fundul mării. Când aceste canale erau încă active, turbulenţa acestor curenţii a adus nisipuri şi mâl. Multe dintre aceste nisipuri sunt acum rezervoare păstrând ţiţei şi gaz captiv în porii dintre granule. ţiţeiul şi gazele migrează în sus din malul îngropat la mai mare adâncime, unde plante şi animale s-au descompus cu mii de ani în urmă.

Odată ce un canal este descoperit „înţelegerea noastră asupra umplerilor cu sedimente a canalelor devine foarte importantă", spune Mike Mayall, sedimentolog la compania energetică BP. Progresul în privinţa datelor seismice ne ajută să ne luăm la luptă cu natura sedimentelor. Tehnologiile existente permit companiilor să vizualizeze distribuţia nisipurilor şi mâlului cu o rezoluţie mai bună decât 10 metri, în unele locuri.

Mai există apoi şi circuitul global al carbonului. Un debit constant de material organic de pe suprafaţa terestră către adâncimile oceanelor poate juca un rol cheie în acesta. Deşi organismele de pe fundul mării pot consuma o parte din carbonul transportat, parte din el este îngropat în depozitele marine sedimentare, pentru a nu reintra niciodată în atmosferă. „Este o zonă de cercetare fierbinte acum", spune Romans. „Oamenii încearcă să cuantifice cat carbon este transportat şi îngropat, cu ce rată, şi cum afectează aceasta circuitul global al carbonului". O mai bună înţelegere a canalelor abisale ne va ajuta să modelăm climatul mai exact.

De fiecare dată când un submarin se scufundă într-un fluviu subacvatic, învăţăm câte ceva. Fiecare fluviu modelat în laborator ne ajută să sondăm adâncurile necunoscute a ceea ce se întâmplă sub valuri. Fluviile submarine îşi dezvăluie încet, dar sigur, secretele lor.



Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului cryptic-river-the-torrents-that-flow-on-the-seabed, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Marian Stănică

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.