Precis som floder flyttar sediment över landet, grumlighetsströmmar är den dominerande processen som transporterar sediment och organiskt kol från kustområden till djuphavet. Turbiditetsströmmar kan också förstöra undervattenskablar, rörledningar, och andra mänskliga strukturer. Till skillnad från floder, dock, grumlighetsströmmar är extremt svåra att studera och mäta. Vid höstmötet 2017 för American Geophysical Union, forskare från hela världen kommer att presentera 19 föredrag och affischer om Coordinated Canyon Experiment – ​​det mest omfattande, långvariga ansträngningar för att övervaka grumlighetsströmmar som någonsin försökts. Resultaten av detta tvååriga projekt utmanar befintliga paradigm om vad som orsakar grumlighetsströmmar, hur de ser ut, och hur de fungerar.

Coordinated Canyon Experiment (CCE) genomfördes i Monterey Canyon, utanför centrala Kaliforniens kust, under en 18-månadersperiod mellan oktober 2015 och april 2017. Under denna tid, forskare observerade och mätte minst 16 grumlighetsströmmar med hjälp av dussintals instrument på sju olika platser i kanjonen. Dessa instrument gjorde det möjligt för forskare att spåra sedimentflöden över en 50 kilometer lång sträcka av kanjon, från cirka 250 till 1 djup, 850 meter.

Genom att använda en mängd nya instrument och teknologier, forskare samlade in data inte bara om rörelsen av vatten och sediment, men också om havsbottens utveckling och form. Fysiska processer inom flödena övervakades i rumsliga skalor från centimeter till kilometer, och över tiden skalar från sekunder till månader. De resulterande uppgifterna gav en ny och oväntat komplicerad bild av ett globalt viktigt fenomen som har studerats och modellerats i nästan 100 år.

Under experimentet, ett internationellt team av forskare från Monterey Bay Aquarium Research Institute, US Geological Survey, University of Hull, University of Southampton, University of Durham, och Ocean University of China kombinerade sin expertis och utrustning. Detta gjorde det möjligt för teamet att övervaka varje turbiditetsström i oöverträffad detalj.

Experimentet visade att sedimenttransporthändelser i Monterey Canyon är vanligare och mycket mer komplexa än vad som tidigare känts. Istället för att bara vara flöden av sedimentladdat vatten, vissa grumlighetsströmmar involverade också storskaliga rörelser av hela havsbotten. Vidare, många grumlighetsströmmar ändrade karaktär när de rörde sig nerför kanjonen, vilket tyder på att ingen enskild flödesmodell kan förklara alla processer som är involverade.

Forskarna var särskilt förvånade när de upptäckte att tidpunkten för de 16 övervakade grumlighetsströmmarna inte sammanföll med vanligen föreslagna triggers, som jordbävningar eller översvämningar, och endast ett fåtal sammanföll med extrema surfevenemang. En möjlig förklaring är att sediment byggs upp gradvis inom och runt kanterna av Monterey Canyon tills de når en viss tröskel, varefter grumlighetsströmmar kan utlösas av relativt små kanjonväggsfel.

Av särskilt intresse för geologer som söker efter olje- och gasfyndigheter, de kvantitativa sedimentmätningarna och detaljerade havsbotten- och underbottenundersökningar som användes i detta experiment gav geologer sin första möjlighet någonsin att korrelera grumlighetsströmmar av känd storlek, utsträckning, och varaktighet med stor- och småskaliga sedimentära strukturer som observerats direkt på havsbotten. Efter miljoner år, dessa samma sedimentära strukturer bildar ibland ledningar eller fällor för olja och gas i sedimentära bergarter.

The Coordinated Canyon Experiment gav många andra nybörjare inom marin geologi:

• Den högsta hastigheten grumlighet-strömflöde som någonsin uppmätts instrumentellt (8,1 meter/sekund).
• Det första kvantitativa beviset på att under vissa sedimenthändelser, rörelser i havsbotten fortplantade sig nerför kanjonen snabbare än uppmätta strömmar.
• De första mätningarna av förändringar i den inre hastighetsstrukturen inom en grumlighetsström när den fortskred nerför kanjonen.
• De första kvantitativa uppgifterna som visar att, i tidiga skeden av vissa händelser, hela delar av havsbotten kan röra sig som en semi-fluidiserad massa - en process som inte tidigare har dokumenterats i den vetenskapliga litteraturen.
• De första uppgifterna är tillräckligt fullständiga för att tillåta maringeologer att korrelera sedimenttransporthändelser av känd omfattning, magnitud, och varaktighet med specifika marina sedimentära strukturer.