深海チャンネル
速い流れの混濁流によって形成された海底の溝

深海水路（深海水路、水中水路とも呼ばれる）は、地球の海底にある水路である。水路の源流付近で発生した雪崩によって生じた濁水の急流によって形成され、水に運ばれた堆積物が周囲の深海平原の形成を引き起こす。海底水路とそれを形成するタービダイト系は、大陸斜面に見られる砂岩堆積物のほとんどを蓄積する役割を果たしており、これらの地域で見られる最も一般的な炭化水素貯留層の一つであることが証明されている。[1]

海底チャネルとその側面の堤防は、一般的にチャネル堤防システムと呼ばれます。[2]これらは、海底を数千キロメートルにわたって走る重要な地形学的特徴です。多くの場合、これらは合体したり重なり合ったりしてチャネル堤防複合体を形成し、これが多くの主要な海底扇状地の構成要素となっています。[3]そのため、チャネル堤防は、粗粒堆積物を深海へ輸送するいくつかの地質学的プロセスの一つであり、大陸棚から大陸縁辺部の深部への炭素輸送の主要な経路となっています。 [4] [5] [6] [7] [8]

しかしながら、これらは最も理解されていない堆積プロセスの一つであることに変わりはない。[3]

地球の自転の影響により、水路の片側にはもう片側よりも多くの堆積物が堆積します。[9]

チャネルとは何かという定義は一概には言えません。研究ごとに異なる用語が用いられており、いずれも定義は類似しているものの、完全に互換性があるわけではありません。最新の包括的な見解を提示しようとする努力は行われてきましたが、それ以降も、概念をさらに深化させた論文が数多く発表されています。[10] [11]

この研究に含まれる地物を説明するために、地質体、流路複合体、流路階層、流路複合体セット、および限定流路複合体システムなど、多数の用語が使用されている。[12]これらは、単一の流路、単一の流路とそれに伴う堆積物、または複数の流路の集合をカバーしている。Flood (2001) は、流路堤防システムを、両側に堤防がある単一の流路と定義している。[13]これらの堤防は、濁流の越流と剥離によって形成される。これらは、海面低下時に発生する可能性が最も高い。これらの流路と堤防の集合が、越流堆積物とともに流路堤防複合体を形成する。

それらはV字型またはU字型であり、堆積縁の有無、非常に曲がりくねっているかまっすぐであるかのどちらかである。[11]

建築と命名法

イアン・ケインは、「内堤防」と「外堤防」の用法に関する文献における混乱を避けるため、「内堤防」と「外堤防」という用語の使用を提唱している。この用語の統一を促進し、建築における階層構造をより明確にするため、本研究ではケインの命名法を用いる。[3]

外堤防は主に堆積性で、流路帯から垂直に離れるにつれて薄くなる堆積物の建設的くさび形を形成する。外堤防は、遺伝的に関連する流路帯（または斜面谷、流路フェアウェイ）の進化の過程で、その制限から部分的に溢れ出た流れによって形成される。外堤防は、隣接する流路帯を囲んで堤防制限システムを形成することができる。外堤防は、特定の 1 つの流路に沿うのではなく、より広い流路帯内を蛇行する 1 つ以上の流路または流路堤防システムからの溢れによって形成される可能性があるため、個々の流路堤防システムの堤防ほど蛇行していない可能性がある。[14] [15]堤防頂は外堤防の最高点で、流路帯の経路と平行に走り、外堤防を外側外堤防と内側外堤防に分ける。

内部堤防は、部分的に水路の閉じ込めから溢れ出た流れによって供給される構造的特徴であるが、大部分は水路帯の閉じ込めから逃れることができなかった。内部堤防を形成する流れは、主な閉じ込め面、すなわち外部堤防や水路帯の侵食面と相互作用することがあり、水路の谷底の移動や剥離、および内部堤防によって閉じ込められない大きな流れの越流によって侵食されやすい。側方移動の結果、内部堤防は内側の湾曲部でよりよく保存される可能性がある。[16]内部堤防は、外部堤防の建設および/または水路帯の複合侵食面の劣化と陥没によって閉じ込めが確立されたか、または峡谷内に閉じ込められた場合にのみ形成される。[14]内部堤防は、十分なスペースがある場合には、堆積物の明確なくさび形を形成することがある。空間が限られている場合、すなわち、不適合な水路からの越流が外部の堤防や侵食による閉じ込めと相互作用する場合、越流堆積物は表面上、地下で広く確認されている段丘堆積物と似ているように見えることがある。[17] [18]

河川の湾曲と移動

海底チャネルの屈曲性は、地震探査図でよく見られる特徴です。時折見られる低振幅の屈曲から、非常に屈曲した密集したループ状のチャネルまで、様々な形態をとります。チャネルの屈曲性は、大きな横方向の移動を引き起こし、チャネル堆積物と周囲の深海堆積物の両方に関連する相の連続性に影響を与えます。これらの屈曲性がどのように発達するかは必ずしも明らかではありませんが、通常はランダムな移動によって生じるものではありません。ほとんどの場合、屈曲性の移動と変化は外力の結果です。このため、PJeff Peakallは、この屈曲性を説明する際に、陸上の河川系で観察される同様の屈曲性を説明する際に用いられる「蛇行」という用語の使用を避けることを提唱しています。[19]

真に蛇行したチャネルとは、最小平均蛇行度が 1.2 [10]から 1.15 [20 ] の間であるチャネルとして定義できるという潜在的なコンセンサスがあるようです。 [不適切な統合? ]これらの値を厳密に適用することの難しさは、比較的直線的なチャネルが局所的にこれらの値を超える可能性があり、一部の蛇行したチャネルではピーク蛇行度がはるかに超過する可能性があることです。

海底流路の湾曲は、河川系と共通する特徴としてすぐに認識できます。近年、学術文献では、両者の類似性について、どの程度類似しているかという点で意見が分かれており、類似性の概念は成り立たないと考える人もいます。最も適切な説明は、両者はいくつかの点で類似しているものの、他の点ではより多様で複雑であるということです。これは、地形学的特徴の形状、その形成過程、そして堆積物の性質のいずれにも当てはまります。[要出典]

マイク・メイオールは、蛇行の原因について最も的確な要約を提供しています。要因には、流れの密度や流速といった流動力学、地形に対する流れの深さ、そして地形的・形態的要因（河川断面の形状、斜面地形、流れ開始時の侵食基盤、そして側方堆積と側方付加の両方の影響）が含まれます。地震探査断面図、航空写真、岩盤露頭で観察される海底システムの規模は、陸上の類似物とは全く比較になりません。この大きな規模の違いから予想されるように、海底水路内の濁流のダイナミクスは河川システムとは大きく異なります。これらのダイナミクスと規模の違いは、海底水路では流れとホスト流体の密度差が、自由表面を持つ開水路の流れよりもはるかに小さいことに起因します。このため、水路縁付近で流れが大きく上昇し、越流や堤防の形成を引き起こします。[11]

河川システムにおいて、側方移動と付加は重要な役割を果たしている。海底河道の特徴は、陸上の河道と最も類似している。これは、外堤における侵食と内堤における点状の堆積から構成される。[21] [22]しかし、海底河道には大きな相違点があり、最も大きな相違点は、海底河道が側方移動と鉛直移動の両方を示す点である。[19] [23] [24]河川システムではこの鉛直移動は見られない。側方付加は、地形的要因ではなく堆積作用によって形成されると考えられている。この側方移動のみを伴う湾曲は、タービダイトシステムでは比較的稀であると考えられている。[21]

海底水路システムでは、垂直移動はチャネルスタッキングという形で現れる。水路内の流れが弱まると、水路は堆積物で埋め尽くされる。流れが再開すると、流れの谷筋がわずかに横方向に移動して、溝のずれが生じる。メイオールは、この垂直移動は、塩類・頁岩テクトニクスや断層運動による海底地形の変化の結果である可能性があると示唆している[11] 。彼らが示唆するもう一つの代替案は、定義されていない「堆積プロセス」である。考えられるプロセスの一つは、古い水路が不均一に埋め尽くされ、後からの流れのためのオフセット導管を形成することである。どのようなプロセスであれ、このスタッキングは堆積システムにおいて重要な役割を果たしており、堤防で囲まれた複合体の形成における主要な制御要因の一つである可能性がある。湾曲度に関して、メイオールは、この垂直移動が湾曲部の外側で発生し、既存の湾曲を補強していることを示す[11] 。

堆積性水路は、一般的に斜面が「地盤面より下」の場所に形成される。その結果、幅が広く、合流し、砂分を多く含む水路が形成され、斜面の地形に大きく影響を受ける。[6]水路幅と勾配の関係は、水路に沿う流れのフルード数によって決まる。フルード数が低い（1.0未満）場合、水路幅は一定であるが、フルード数が1付近で変動する場合、水路幅は水路底勾配とともに急激に減少する。これは、水路を狭め、堆積を促進することで、臨界流量に近い状態を維持できる水路幅を生成するメカニズムである。この挙動は、実験では発見できなかった未知の定数によって制御されている。

タービダイト流路が横断する斜面の地形と形態は、必然的に流路の形状に影響を与えます。これは、流路の微妙な変化から、流路の流れの大きな転換まで、様々な結果をもたらす可能性があります。地形的影響は、断層の地表への表出、あるいはダイアピル作用や地下褶曲作用による岩塩・頁岩テクトニクスの結果としての地形変化といった形で現れることがあります。

水中の波

水中チャネルは水中波を運ぶことができる。[25]

参照

参考文献

  1. ^ Weimer et al., 2000 [全文引用が必要]
  2. ^ フラッド, ロジャー・D.; ダムス, ジョン・E. (1987年6月1日). 「アマゾン深海扇状地における蛇行分流路の定量的特性」. GSA紀要. 98 (6): 728– 738. doi :10.1130/0016-7606(1987)98<728:QCOSDC>2.0.CO;2. ISSN  0016-7606.
  3. ^ abc Kane, Ian A.; McCaffrey, William D.; Peakall, Jeff (2010年1月1日). 「深海チャネル堤防における古流況複雑性の起源について」. Journal of Sedimentary Research . 80 (1): 54– 66. doi :10.2110/jsr.2010.003. ISSN  1527-1404.
  4. ^ Bull, Suzanne; Cartwright, Joe; Huuse, Mads (2009年8月1日). 「3D地震データを用いた質量輸送複合体の運動学的指標のレビュー」. Marine and Petroleum Geology . 26 (7): 1132– 1151. doi :10.1016/j.marpetgeo.2008.09.011. ISSN  0264-8172.
  5. ^ Frey Martinez, Jose; Cartwright, Joe; Hall, Ben (2005年3月1日). 「3D地震学的スランプ複合体の解釈：イスラエル大陸縁辺部の例」(PDF) . Basin Research . 17 (1): 83– 108. doi :10.1111/j.1365-2117.2005.00255.x. ISSN  1365-2117. S2CID  130270471.
  6. ^ ab Gee, MJR; Gawthorpe, RL; Friedmann, SJ (2006年1月1日). 「3次元地震層序と地形学によって明らかになった、アンゴラ沖における巨大海底地すべりの誘発と進化」. Journal of Sedimentary Research . 76 (1): 9– 19. doi :10.2110/jsr.2006.02. ISSN  1527-1404.
  7. ^ Masson et al., 2006 [全文引用が必要]
  8. ^ Shipp et al., 2004 [全文引用が必要]
  9. ^ 「海底地質学 - ヒクランギ海峡」. Te Ara Encyclopedia of New Zealand . 2008年4月9日閲覧。
  10. ^ ab Wynn et al., 2007 [全文引用が必要]
  11. ^ abcde Mayall, Mike; Jones, Ed; Casey, Mick (2006年9月1日). 「タービダイトチャネル貯留層 ― 岩相予測と効果的な開発における重要な要素」. Marine and Petroleum Geology . 23 (8): 821– 841. doi :10.1016/j.marpetgeo.2006.08.001. ISSN  0264-8172.
  12. ^ Kane, Ian A.; Hodgson, David M. (2011年3月1日). 「海底河川堤防下環境を区別するための堆積学的基準：メキシコ・バハ・カリフォルニアのロサリオ層（上部白亜紀）および南アフリカ・カルー盆地のフォートブラウン層（ペルム紀）からの発掘例」. Marine and Petroleum Geology . 深海構造の戦略的進化に関するテーマ別論文集. 28 (3): 807– 823. doi :10.1016/j.marpetgeo.2010.05.009. ISSN  0264-8172.
  13. ^ Flood, 2001 [全文引用が必要]
  14. ^ ab Deptuck, Mark E; Steffens, Gary S; Barton, Mark; Pirmez, Carlos (2003年6月1日). 「ニジェール・デルタ斜面およびアラビア海における上部扇状地チャネルベルトの構造と進化」(PDF) .海洋・石油地質学. タービダイト：モデルと問題. 20 (6): 649– 676. doi :10.1016/j.marpetgeo.2003.01.004. ISSN  0264-8172.[リンク切れ]
  15. ^ Posamentier, Henry W.; Kolla, Venkatarathnan (2003年5月1日). 「深海環境における堆積性元素の地震地形学と層序学」(PDF) . Journal of Sedimentary Research . 73 (3): 367– 388. doi :10.1306/111302730367. ISSN  1527-1404. S2CID  34598056. 2020年1月2日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
  16. ^ Schwarz, Ernesto; Arnott, R. William C. (2007年2月1日). 「斜面チャネル複合体群（新原生代アイザック層、ウィンダーミア層群、カナダ南部山脈）の解剖と進化：貯留層特性評価への示唆」（PDF） . Journal of Sedimentary Research . 77 (2): 89– 109. doi :10.2110/jsr.2007.015. ISSN 1527-1404. 2018年2月11日時点の オリジナル（PDF）からアーカイブ。 2018年2月11日閲覧。
  17. ^ Damuth, John E.; Flood, Roger D.; Kowsmann, Renato O.; belderson, Robert H.; Gorini, Marcus A. (1988). 「長距離サイドスキャンソナー（GLORIA）と高解像度地震探査によるアマゾン深海扇状地の解剖と成長パターン」AAPG紀要. 72 (8): 885– 911. ISSN  0149-1423.
  18. ^ Babonneau, N.; Savoye, B.; Cremer, M.; Bez, M. (2004年1月1日). 「深く侵食されたザイール渓谷（ザイアンゴ・プロジェクト）内の複数の段丘：それらは拘束堤防か？」地質学会誌、ロンドン、特別出版. 222 (1): 91– 114. doi :10.1144/GSL.SP.2004.222.01.06. ISSN  0305-8719. S2CID  128603620.
  19. ^ ab Peakall, Jeff; McCaffrey, Bill; Kneller, Ben (2000年5月1日). 「蛇行する海底チャネルの進化、形態、構造に関するプロセスモデル」. J​​ournal of Sedimentary Research . 70 (3): 434– 448. doi :10.1306/2DC4091C-0E47-11D7-8643000102C1865D. ISSN  1527-1404.
  20. ^ Clark, JD; Kenyon, NH; Pickering, KT (1992年7月1日). 「海底チャネルの形状の定量分析：海底扇状地の分類への示唆」.地質学. 20 (7): 633– 636. doi :10.1130/0091-7613(1992)020<0633:QAOTGO>2.3.CO;2. ISSN  0091-7613.
  21. ^ ab Abreu, Vitor; Sullivan, Morgan; Pirmez, Carlos; Mohrig, David (2003年6月1日). 「Lateral accretion packages (LAPs): an important reservoir element in deep water sinuous channels. Marine and Petroleum Geology . Turbidites: Models and Problems. 20 (6): 631– 648. doi :10.1016/j.marpetgeo.2003.08.003. ISSN  0264-8172.
  22. ^ Arnott, RWC (2007年6月1日). 「カナダ、ブリティッシュコロンビア州東中部、新原生代アイザック層下部の斜面基底部屈曲チャネルにおける側方付加堆積物（LAD）とそれに隣接する内堤防堆積物の地層構造と起源」.海洋・石油地質学. 屈曲深水チャネル：起源、形状、構造. 24 (6): 515– 528. doi :10.1016/j.marpetgeo.2007.01.006. ISSN  0264-8172.
  23. ^ Kolla, V.; Coumes, F. (1987). 「インダス扇状地の形態、内部構造、地震層序、そして堆積作用」AAPG紀要. 71 (6): 650– 677. ISSN  0149-1423.
  24. ^ McHargue, Timothy R. (1991). 「中新世の内扇状地チャネル、インダス海底扇状地の地震相、プロセス、および進化」.海底扇状地およびタービダイトシステムの地震相と堆積プロセス. 堆積地質学のフロンティア. Springer, New York, NY. pp.  403– 413. doi :10.1007/978-1-4684-8276-8_22. ISBN 978-1-4684-8278-2。
  25. ^ 「水中の波は地球の『動き回る巨人』だ」。海洋リーダーシップ・コンソーシアム。2014年5月23日。2017年9月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年9月10日閲覧。
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Abyssal_channel&oldid=1304623706」より取得