海底滑坡是大陆边缘最严重的地质灾害之一,可引发破坏性海啸。长期以来,科学界普遍认为控制滑坡反复失稳的软弱层主要源于浊积岩、火山灰等事件沉积,而对海洋内波等动力学过程的作用缺乏认识。近日,中国科学院南海海洋研究所研究员李伟团队与合作者,首次揭示了内波沉积在海底滑坡软弱层形成中的关键角色。相关成果发表于《地球与行星科学快报》。
内波控制海底失稳模式图。研究团队供图
大型滑坡常发生于坡度极缓的大陆坡,其反复失稳受控于低抗剪强度的“软弱层”。已有研究多将软弱层归因于浊积岩、火山灰等事件沉积,但对于内波等海洋动力学过程的潜在贡献认识不足。南海北部是全球内波活动最强烈的海区之一,向西传播的内波可影响水深超过1500米的海底,然而内波沉积能否形成软弱层并控制滑坡的反复发生,此前尚不明确。
为此,李伟团队联合英国卡迪夫大学教授Tiago M. Alves、德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心教授Christian Berndt、意大利国家海洋学与实验地球物理学研究所研究员Michele Rebesco等,利用约1800平方公里高分辨率三维地震数据,在南海北部白云滑坡复合体上陆坡区识别出此前未被发现的海底滑坡,将不稳定区面积扩大约700平方公里。结果显示,南、北两个滑坡复合体均沿同一层段反复滑动;该层段内发育两组沉积物波,波长160-260米、波高1.5-3米,由相对粗粒沉积物组成,明显区别于背景细粒沉积。
通过古海洋学分析、临界坡角计算和敏感性测试,研究团队证实这些沉积物波形成于内波在大陆坡的耗散过程,并提出:内波耗散促进了粗粒沉积物波发育,这些粗粒层在地震和流体超压作用下易于液化、失稳,进而演化为控制滑坡反复发生的软弱层。
论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所副研究员敬嵩介绍,该研究首次揭示了内波沉积作用在海底滑坡软弱层形成中的关键角色,表明在受强内波影响的大陆边缘,内波沉积应被视作软弱层形成和长期海底失稳的潜在因素,对全球大陆边缘地质灾害评估具有重要指导意义。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120234
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