深海海山浊流触发机制研究：物理海洋过程对Tore海山浊积岩的非周期性控制

本研究针对大西洋伊比利亚边缘Tore海山群426 ka浊积岩记录，通过沉积岩芯分析、数值模拟和CTD观测，揭示了内波破碎与地中海中尺度涡旋（Meddies）相互作用是深海浊流触发的关键机制，突破了传统海平面变化和地震触发理论的局限，为深海沉积动力学和海底基础设施风险评估提供了新视角。

　　

深海浊流是威胁海底电缆、管道等关键基础设施的重要地质过程，传统研究多关注大陆边缘由海平面变化或地震触发的浊流，但对远离陆地的深海海山浊流触发机制认识不足。Tore海山群作为大西洋中脊北端的无震海岭，其内部盆地记录的浊积岩序列呈现出与气候周期无关的非周期性特征，亟需新的理论解释。

西班牙地质与矿业研究所（Instituto Geológico y Minero de Espa?a, IGME-CSIC）沉积古气候变化研究组的Susana M. Lebreiro团队联合多家机构，通过对Tore海山群三个深海岩芯（MD13-3473、D219/3P、D11956 T/P）长达426 ka的浊积岩记录分析，结合区域海洋模型系统（ROMS）模拟和现场CTD数据，首次系统论证了物理海洋过程作为深海浊流独立触发机制的作用。该研究发表于《Dendrochronologia》。

研究采用X射线荧光（XRF）元素比值（Ca/Ti、Zr/Sr）建立高分辨率地层框架，通过AMS ¹⁴C和氧同位素（δ¹⁸O）确定浊积岩年代；利用1/90°分辨率的ROMS模型模拟潮汐强迫下内波（M₂、K₁等分潮）与地形的相互作用；结合TPXO全球潮汐模型和现场CTD观测，量化内潮能量转换（w'N²）和混合层特征。

3.1 深海浊流记录

核心发现显示：MD13-3473岩芯的19层浊积岩（最厚2 m）呈现1/22 ka的低频非周期分布，与冰期-间冰期旋回无显著关联。通过临界坡度参数（s/α>1）确认Tore北翼处于超临界状态（图3），内潮能量转换峰值出现在海山顶峰（图4），模型显示底部流速可达5-8 cm/s（图5），足以引发沉积物再悬浮。

3.2 潮汐作用机制

数值模拟揭示：内潮与陡坡地形相互作用产生高阶模态散射，诱发局部湍流混合。CTD数据证实Tore盆地4300 m以深存在异常均匀的混合层（图6），与内波破碎导致的强混合一致。泰勒帽（Taylor caps）和整流流等非线性过程进一步加剧底部应力。

3.3 中尺度涡旋碰撞

地中海溢出涡旋（Meddies）与海山碰撞产生"流丝"（streamers）结构，模型显示其引发的底部瞬时流速可达20 cm/s（图7），远超潮汐驱动流速。涡旋-地形相互作用通过位涡守恒触发高频内波，为浊流提供间歇性强触发力。

该研究突破性地提出：深海浊流触发不依赖外部气候强迫，而是由内波破碎与Meddy-海山碰撞等物理海洋过程主导。这一发现不仅完善了深海沉积动力学理论，更对海底地质灾害预警和全球碳循环模型构建具有重要启示。未来需进一步探究冰期增强的海洋层结（salinity-driven stratification）对内部波活动的潜在影响。