Que é o fluxo de turbidez en sedimentoloxía?
En sedimentoloxía, un dos procesos máis importantes para comprender a formación de depósitos en ambientes mariños profundos son as correntes de turbidez. Estes fluxos, a miúdo denominados "fluxos de masa de sedimentos", móvense polas ladeiras submarinas impulsados pola gravidade. Aínda que se producen baixo a superficie, o proceso pódese comparar cunha "nube de lama" que se desliza rapidamente polo fondo mariño, transportando grans de sedimentos desde zonas pouco profundas a concas máis profundas. Comprender as correntes de turbidez axuda aos xeólogos a interpretar a historia dos ambientes de deposición, mapear os posibles riscos xeolóxicos submarinos e mesmo avaliar a formación de reservorios de hidrocarburos.
Comprender o fluxo de turbidez
Unha corrente de turbidez é un fluxo de fluído (xeralmente auga de mar) que ten unha alta turbidez debido á súa concentración de sedimentos en suspensión (area, limo, arxila). Esta mestura de auga e sedimentos ten unha densidade maior que a auga circundante, polo que tende a seguir o relevo do fondo mariño e a desprazarse costa abaixo. A medida que o fluxo se move, os sedimentos poden permanecer en suspensión debido á turbulencia interna; non obstante, a medida que a enerxía do fluxo se debilita, os sedimentos asentaranse e formarán capas características coñecidas como depósitos turbidíticos.
A diferenza do fluxo fluvial ordinario, que se produce principalmente por gradientes superficiais, as correntes de turbidez son impulsadas por diferenzas de densidade e forzas gravitacionais. Polo tanto, clasifícanse como correntes de densidade, caracterizadas pola súa capacidade de percorrer longas distancias polo fondo das concas oceánicas profundas.
Como se forman as correntes de turbidez?
As correntes de turbidez xeralmente son provocadas por eventos que desestabilizan os sedimentos no noiro continental ou no bordo da plataforma continental. Algúns desencadeantes comúns inclúen:
1. Deslizamentos submarinos e derrubamentos de ladeiras
Os sedimentos acumulados nas ladeiras poden fallar (falla de noiro) debido a unha carga excesiva, terremotos ou cambios na presión de poro. O material que colapsa pode transformarse nun fluxo de sedimentos máis fluído e turbulento.
2. Terremoto
As vibracións poden perturbar a estabilidade dos sedimentos e desencadear a liberación de material en suspensión, creando correntes de turbidez grandes e rápidas.
3. Grandes inundacións procedentes da terra (fluxo hiperpicnal)
En certas condicións, a auga dos ríos é moi rica os sedimentos poden ter unha densidade maior que a auga do mar, de xeito que se «afunde» e flúe como unha corrente de densidade cara ás profundidades mariñas.
4. Treboadas e ondas fortes
Nas plataformas pouco profundas, as tormentas poden levantar sedimentos e envialos ao bordo da plataforma, onde caen pola pendente e desencadean correntes de turbidez.
5. Actividade volcánica e fluxos piroclásticos cara ao mar
O material volcánico que entra no mar pode mesturarse coa auga e formar fluxos de densidade de sedimentos.
En esencia, as correntes de turbidez prodúcense cando hai un subministro de sedimentos e unhas condicións que permiten que os sedimentos en suspensión se movan pendente abaixo con enerxía suficiente.
Mecanismo de movemento e comportamento de fluxo
As correntes de turbidez móvense como unha "nube" de sedimentos, a miúdo máis densa na parte inferior e máis fina na parte superior. As velocidades do fluxo poden variar (de lentas a moi rápidas) dependendo do volume dos sedimentos, do gradiente da pendente e do nivel de turbulencia. En moitos casos, estes fluxos poden viaxar decenas ou centos de quilómetros desde a súa orixe, seguindo os canóns submarinos e logo estendéndose cara a fóra para formar un abanico submarino.
Conceptualmente, os sistemas de turbidez adoitan dividirse en varias zonas:
– Zona de orixe/erosión: a zona da ladeira onde se liberan sedimentos e comeza a formarse un fluxo; a miúdo onde se produce unha forte erosión.
– Zona de transporte: o fluxo concéntrase no canal e é capaz de transportar area.
– Zona de sedimentación: a enerxía diminúe, os canais poden ensancharse ou rematar, os sedimentos deposítanse para formar lóbulos e capas de area.
Os cambios na enerxía do fluxo tamén controlan o tamaño dos grans transportados. A medida que a enerxía diminúe, os grans máis grosos (area) aséntanse primeiro, seguidos do limo e a arxila. Este proceso produce a capa gradual que é unha característica clásica das turbiditas.
Depósitos turbidíticos e a secuencia de Bouma
O produto principal dos fluxos de turbidez son os depósitos turbidíticos, que se recoñecen polas súas estruturas sedimentarias e patróns de estratificación distintivos. Un dos modelos máis coñecidos para describir a composición interna das turbiditas é a secuencia de Bouma, especialmente para as turbiditas "clásicas" de area a limo. En poucas palabras, esta secuencia describe o cambio de alta a baixa enerxía dentro dun único evento deposicional:
– Ta: area maciza ou area de granulación normal (groseira na parte inferior, máis fina cara á parte superior) debido á rápida sedimentación.
– Tb: laminación paralela, o que indica que o fluxo comeza a regularizarse.
– Tc: laminación cruzada por ondulación, a enerxía diminúe.
– Td: laminación fina sobre limo.
– Te: arxila/lousa hemipeláxica que asenta lentamente despois dun evento de turbidez.
Non todas as turbiditas presentan a secuencia Ta-Te completa. Moitos depósitos só presentan etapas parciais, dependendo das condicións de fluxo, o subministro de sedimentos e os procesos postdeposicionais.
Ambiente sedimentario relacionado co fluxo de turbidez
As correntes de turbidez máis comúns prodúcense en:
– Vertente continental e elevación continental
Unha zona con pendente suficiente para impulsar correntes de densidade.
– Canóns submarinos
Funciona como unha "canle" que focaliza o fluxo.
– Aficionados aos submarinos
sistema grandes depósitos en forma de abanicos de augas profundas, a miúdo consistentes en diques de canle e lóbulos.
– Concas mariñas profundas
É un lugar de acumulación de turbiditas finas, especialmente na parte distal.
En moitas concas, as turbiditas acumulan grosos paquetes de rocha sedimentaria que rexistran a historia tectónica, o subministro de sedimentos desde terra e as flutuacións do nivel do mar.
Por que é importante o fluxo de turbidez?
1. A clave para reconstruír a historia xeolóxica
As turbiditas rexistran eventos episódicos: deslizamentos de terra, terremotos ou grandes inundacións. Ao estudar os seus patróns de estratificación e distribución, os xeólogos poden interpretar a dinámica das concas e os cambios nos ambientes sedimentarios ao longo do tempo.
2. Relevante para exploración de petróleo e gas
Moitos depósitos de hidrocarburos están situados en arenitos turbidíticos, especialmente en sistemas de abanicos submarinos. Os arenitos turbidíticos poden ter boa porosidade e permeabilidade, aínda que a súa heteroxeneidade interna require unha modelización coidadosa.
3. Axuda a comprender os perigos da xeoloxía submarina
Os fluxos de turbidez poden danar infraestruturas como cables e tubaxes de telecomunicacións submarinas. Comprender as vías e as posibles aparicións de turbidez é útil para a mitigación de riscos.
4. Importante para os estudos paleosismolóxicos
Nalgunhas zonas, as capas de turbiditas poden estar relacionadas con grandes eventos sísmicos do pasado. Isto converte as turbiditas nun "arquivo" natural para estudar a frecuencia dos terremotos na rexión. zona de subdución.
Como recoñecer as turbiditas no campo ou na perforación de núcleos
Un sedimentólogo normalmente identifica turbiditas mediante unha combinación das seguintes características:
– Capa de granulado normal (afinación do tamaño do gran cara arriba).
– Estrutura laminada de Bouma (parcial ou completa).
– O contacto basal é erosivo e ás veces contén marcas de sola (por exemplo, moldes de frauta) que axudan a determinar a dirección das paleocorrentes.
– Recorrencia de paquetes en capas que reflicten eventos episódicos (leitos de eventos).
– Transición lateral de depósitos de canle (máis grosos e grosos) a depósitos de lóbulos/sobrebancas (máis delgados e finos).
A análise granular, a petrografía e os datos xeofísicos (por exemplo, sísmicos) úsanse a miúdo para mapear a xeometría dos corpos de area turbidítica a escala de conca.
Peche
As correntes de turbidez son correntes de densidade cargadas de sedimentos que se desprazan polas ladeiras submarinas debido ás diferenzas de densidade e gravidade. Este proceso forma depósitos de turbiditas, que presentan unha estratificación distintiva, a miúdo descrita como a secuencia de Bouma. En sedimentoloxía, as correntes de turbidez son cruciais porque controlan o transporte de sedimentos ás profundidades do océano, constrúen sistemas de abanicos submarinos e almacenan información sobre eventos xeolóxicos pasados. Ademais, comprender a turbidez tamén ten implicacións prácticas para a exploración de recursos e a mitigación de riscos para as infraestruturas submarinas . Ao estudar as turbiditas, esencialmente lemos un "rexistro de eventos" que ocorreron no fondo mariño e que deron forma á paisaxe sedimentaria que atopamos hoxe.
