研究揭示南海北部深水沉积物波形成机制

近日,中国科学院南海海洋研究所詹文欢研究员与李伟研究员团队,联合新西兰等多国科研人员,在南海北部大陆边缘沉积物波形成机制研究中取得重要进展,成果发表于国际期刊《美国地质学会会刊》(GSA Bulletin),博士李健为第一作者,研究员李伟为通讯作者。

海底沉积物波是大陆边缘广泛发育的地貌类型之一,其形成常与浊流、等深流、沉积物蠕变或内波等多种动力过程有关。南海北部珠江口盆地陆坡分布着大范围沉积物波,然而其成因机制长期存在争议,制约了人们对该区域沉积动力过程与海底稳定性的深入认识。

团队聚焦珠江口盆地神狐峡谷群头部区域,整合了该区域高分辨率二维/三维地震数据、沉积物重力样与长期水文观测,系统阐明了内波在该区域大规模沉积物波形成中的主导作用。研究证实,在海底坡度(γ)与内波群速度向量角(α)的比值趋近于1的“临界区域”,内波能量发生显著耗散并强烈扰动海底边界层,为细粒沉积物的持续再悬浮与输运提供了关键动力。这种独特的海洋动力过程使得海底沉积物不断重新分布,最终塑造出波高可达50米、波长达1.4公里的巨型起伏地貌。

此外,研究还揭示了沉积物波规模在空间分布上的显著差异特征:其波高与波长从东北向西南方向逐渐减小直至消失。这种空间演变趋势与内波能量沿传播路径的衰减、海底地形从临界状态向反射状态的转变以及陆坡形态的变化密切相关。

该发现不仅确立了内波在塑造大陆边缘地貌中的重要地位,更为海底光缆、能源管道路由选址与海底稳定性评价提供了科学依据,同时深化了对深海“源—汇”过程的理解。该研究得到了国家自然科学基金及国家重点研发计划等项目资助。

论文信息:Jian Li, Wei Li*, Yingci Feng, Marta Ribó, Pere Puig, Michele Rebesco, Jie Sun, and Wenhuan Zhan. Internal wave-induced sediment wave formation on continental margins: Insights from the South China Sea. Geological Society of America Bulletin, 2026.

原文链接:https://doi.org/10.1130/B38276.1

图1 南海北部陆坡沉积物波、内波及其与海底相互作用示意图


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