Waarom onderzeese kloven ontstaan op plekken met een steile zeebodem

Onderwaterkloven en hun ontstaan

Geowetenschappers, professor Anne Bernhardt van de Freie Universität Berlijn en PD Dr. Wolfgang Schwanghart van de Universiteit van Potsdam, hebben een verrassende ontdekking gedaan met een wereldwijd statistisch model: de belangrijkste factor die de vorming van onderwaterkloven beïnvloedt, is de steilheid van de zeebodem, en niet, zoals vaak aangenomen, de rol van rivieren en de sedimenttransport naar de oceaan.

Hun studie, getiteld “De hellingen van de zeebodem bepalen de verspreiding van onderwaterkloven: een wereldwijde analyse“, is gepubliceerd in Science Advances.

Om de oorzaken achter de wereldwijde verspreiding van onderwaterkloven te onderzoeken, maakten de onderzoekers gebruik van een ruimtelijk statistisch model dat meer dan 2.000 kloven over de hele wereld omvatte. Ze analyseerden de relatie tussen de frequentie van kloven en zestien geowetenschappelijke variabelen, waaronder tektonische, geomorfologische en klimatologische factoren. Door middel van moderne puntpatroonanalyse ontdekten ze dat de helling van de zeebodem voor de continenten de belangrijkste voorspeller is, ver voor andere factoren zoals de nabijheid van riviermondingen, sedimentbelasting of seismische activiteit.

“Onze analyse toont aan dat tektonische en thermische processen die de helling van de oceaanbodem vormgeven, uiteindelijk bepalen waar kloven zich het vaakst vormen,” legt hoofdauteur Anne Bernhardt uit. “Deze diepe onderwatervalleien zijn belangrijke transportroutes voor sediment en koolstof naar de diepe oceaan, een proces dat het klimaat van de aarde op geologische tijdschalen beïnvloedt.”

De studie onthult ook dat zodra een kloof de continentale plaat heeft geërodeerd, deze begint te interageren met nabijgelegen processen, vooral met sedimentinvoer van rivieren of kuststromen. Dit creëert een soort competitieve dynamiek: een kloof die een voordelige positie verwerft, kan effectief “concurreren” met naburige kloven door meer sediment vast te leggen.

Vanaf dit punt worden terrestrische processen, zoals de aard van het onderliggende bedrock of het volume van rivierafvoer, steeds belangrijker, vooral wanneer kloven zich uitstrekken tot de oude kustlijn tijdens perioden van lage zeespiegel, wat directe toegang mogelijk maakt tot terrestrische sedimentbronnen.

“Deze fysieke processen en hun interacties vinden plaats op geologische tijdschalen en zijn behoorlijk complex. Het feit dat ze zich ver onder het oceaanoppervlak voordoen, maakt ze zeker niet gemakkelijker waar te nemen,” zegt Wolfgang Schwanghart. “Dit is de reden waarom we voor een statistisch model hebben gekozen, omdat dit ons in staat stelde beter te begrijpen hoe onderwaterkloven zich vormen met behulp van uitgebreide wereldwijde gegevens.”

De bevindingen dagen de algemeen aanvaarde veronderstelling uit dat rivieren en hun sedimentbelasting de belangrijkste drijfveren zijn achter de vorming van onderwaterkloven. In plaats daarvan tonen de resultaten aan dat hoe steiler de zeebodem, hoe groter de kans dat dergelijke kloven zich vormen – een proces dat grotendeels wordt aangedreven door tektonische opheffing, thermische afkoeling en hellingsinstabiliteit.

De studie biedt fundamentele inzichten in de interacties tussen de geodynamica van de aardkorst en de wereldwijde koolstofcyclus, en legt zo de basis voor een beter begrip van de rol van de oceanen als langdurige koolstofputten.

De implicaties van de bevindingen reiken verder dan de geowetenschappen: onderwaterkloven transporteren organische koolstof naar de diepzee, wat bijdraagt aan de regulering van het klimaat op lange termijn. Door te identificeren waar en waarom deze soorten kloven zich het meest waarschijnlijk vormen, hopen de onderzoekers ons begrip van wereldwijde koolstofputten te verbeteren.

“Onze bevindingen zullen ons helpen gebieden te identificeren waar koolstof bijzonder efficiënt de diepzee bereikt,” zegt Bernhardt. “Dit is essentieel voor het verbeteren van modellen van het aardse systeem en voorspellingen met betrekking tot de stabiliteit van natuurlijke koolstofreserves.”