Byron ärr, lämnat efter sig av ett undervattensskred. Färger indikerar djup. Kredit:Samantha Clarke, Författare tillhandahålls
Det sägs ofta att vi vet mer om ytan på andra planeter än om vårt eget djupa hav. För att övervinna detta problem, vi gav oss ut på en resa med CSIROs forskningsfartyg, södra landmätaren, för att hjälpa till att kartlägga Australiens kontinentala sluttning – den region av havsbotten som förbinder den grunda kontinentalsockeln med den djupa oceaniska avgrundsslätten.
Majoriteten av våra havsbottenkartor visar det mesta av havet som tomt och utan särdrag (och majoriteten gör det fortfarande!). Dessa kartor är härledda från storskaliga satellitdata, som producerar bilder som bara visar mycket stora särdrag som sub-oceaniska bergskedjor (som de som ses på Google Earth). Jämför det med upplösningen för landbaserade bilder, som låter dig zooma in på enskilda träd i ditt eget kvarter om du vill.
Men med hjälp av ett toppmodernt ekolodssystem kopplat till Southern Surveyor, vi har nu studerat delar av havsbotten mer detaljerat. I processen, vi hittade bevis på enorma undervattensskred nära stranden under de senaste 25, 000 år.
Generellt utlöst av jordbävningar, jordskred som dessa kan orsaka tsumanier.
In i tomrummet
För 90 % av havet, vi kämpar fortfarande för att identifiera någon funktion i storleken säga, Canberra. Av denna anledning, vi vet mer om Venus yta än om vårt eget havs djup.
När vi seglade Southern Surveyor 2013, ett multibeams ekolodssystem fäst vid fartyget avslöjade bilder av havsbotten i oöverträffade detaljer. Endast 40-60km offshore från större städer inklusive Sydney, Wollongong, Byron Bay och Brisbane, vi hittade enorma ärr där sediment hade kollapsat, bildar undervattensskred upp till flera tiotals kilometer tvärs över.
En del av kontinentalsluttningen ser på land mot Brisbane, som visar sluttningens "uppätna" utseende i de norra två tredjedelarna av bilden, resultatet av tidigare undervattensskred. Kredit:Samantha Clarke
Vad är undervattensskred?
ubåtsskred, som namnet antyder, är undervattensskred där havsbottens sediment eller stenar rör sig nerför en sluttning mot den djupa havsbotten. De orsakas av en mängd olika triggers, inklusive jordbävningar och vulkanisk aktivitet.
När vi behandlade inkommande data till vårt fartyg, bilder av havsbotten började bli tydliga. Vad vi upptäckte var att en omfattande region av havsbotten utanför New South Wales och södra Queensland hade upplevt intensiva jordskred under de senaste 15 miljoner åren.
Från dessa nya, högupplösta bilder, vi kunde identifiera över 250 individuella historiska ubåtsskredärr, varav ett antal hade potential att generera en tsunami. Byron Slide i bilden nedan är ett bra exempel på ett av de "mindre" ubåtsskred vi hittade – 5,6 km långt, 3,5 km bred, 220m tjock och 1,5 kubikkm i volym. Detta motsvarar nästan 1, 000 Melbourne Cricket Grounds.
De historiska rutschbanorna vi hittade varierar i storlek från mindre än 0,5 kubikkm till mer än 20 kubikkm - samma som ungefär 300 till 12, 000 Melbourne Cricket Grounds. Glidbanorna färdades nerför sluttningar som var mindre än 6 ° i genomsnitt (en 10% lutning), vilket är lågt jämfört med ras på land, som vanligtvis misslyckas i sluttningar som är brantare än 11°.
Den typiska utvecklingen av ett ubåtskred efter haveri. Kredit:Geological Digressions
Vi hittade flera platser med sprickor i havsbottensluttningen, vilket tyder på att dessa regioner kan vara instabila och redo att glida i framtiden. Dock, det är troligt att dessa undervattensskred inträffar sporadiskt över geologiska tidsskalor, som är mycket längre än en mänsklig livstid. På en viss plats, jordskred kan inträffa en gång var tionde, 000 år, eller till och med mer sällan än så här.
Sedan hemkomsten, våra undersökningar har fokuserat på hur, när, och varför dessa undervattensskred inträffar. Vi upptäckte att östra Australiens ubåtsskred är oväntat nyligen, vid mindre än 25, 000 år gammal, och relativt frekvent i geologiska termer.
Vi fann också att för ett ubåtskred att generera längs östra Australien idag, det är mycket troligt att en extern trigger behövs, som en jordbävning av magnituden 7 eller mer. Genereringen av undervattensskred är förknippad med jordbävningar från andra platser i världen.
Undervattensskred kan leda till tsunamier som sträcker sig från små till katastrofala. Till exempel, Tohoku-tsunamin 2011 resulterade i mer än 16, 000 personer döda eller saknade, och föreslås vara orsakad av kombinationen av en jordbävning och ett undervattensskred som utlöstes av en jordbävning. Lyckligtvis, Australien upplever få stora jordbävningar, jämfört med platser som Nya Zeeland och Peru.
Den här bilden visar Byron Slide-ärret, ligger utanför Byron Bay. Kredit:Samantha Clarke
Varför ska vi bry oss om undervattensskred?
Vi är oroade över den fara vi skulle stå inför om ett ubåtskred skulle inträffa i framtiden, så vi modellerar vad som skulle hända på troliga platser. Modellering är vår bästa förutsägelsemetod och kräver att man kombinerar havsbottenkartor och sedimentdata i datormodeller för att ta reda på hur troligt och farligt ett skredhot är.
Våra nuvarande modeller av tsunamier som genereras av ubåtsskred tyder på att vissa platser kan representera en framtida tsunamirisk för Australiens östkust. Vi undersöker just nu exakt vad detta hot kan vara, men vi misstänker att sådana tsunamier utgör ett litet eller inget omedelbart hot mot kustsamhällena i östra Australien.
En samling av ubåtsskred ärr utanför Moreton Island. Kredit:Samantha Clarke
Som sagt, ubåtsskred är ett pågående, utbredd process på den östra australiensiska kontinentalsluttningen, så risken kan inte ignoreras (av forskare, åtminstone).
Det är förstås svårt att förutse exakt när, var och hur dessa ubåtskred kommer att ske i framtiden. Förstå tidigare och potentiella bilder, samt att förbättra risk- och riskbedömningen av eventuella resulterande tsunamier, är en viktig och pågående uppgift.
I Australien, mer än 85 % av oss bor inom 50 km från kusten. Att veta vad som händer långt under vågorna är ett logiskt nästa steg i den vetenskapliga upptäcktsresan.
Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.