La fosa de Hikurangi (anteriormente conocida como fosa de Hikurangi ) [1] [a] es una formación del fondo marino del océano Pacífico frente a la costa noreste de la Isla Sur y la costa este de la Isla Norte de Nueva Zelanda. Se ha estado formando durante unos 25 millones de años y está llena de turbidita , particularmente en su sur. Esta característica se puede utilizar para distinguirla de la fosa de Kermadec , más profunda y pobre en sedimentos, que es su continuación hacia el norte. Los sedimentos que pasan actualmente por la fosa representan aproximadamente el 0,5% del aporte total de sedimentos a los océanos del mundo. La fosa tiene ecosistemas quimiosintéticos de aguas profundas que son únicos.
Aunque es menos profunda que las fosas al norte, la depresión de Hikurangi alcanza profundidades de 3000 metros (9800 pies) a tan solo 80 kilómetros (50 millas) de la costa. [2] La estructura de la depresión sur tiene entre 6 y 10 km (3,7 y 6,2 mi) de ancho frente a la costa del norte de Canterbury con una profundidad local inicial de unos 2000 m (6600 pies), [3] y hacia sus partes septentrionales tiene estructuras más parecidas a las que se encuentran en las fosas oceánicas. [4] La depresión se ensancha alrededor de la latitud del estrecho de Cook hasta entre 50 y 80 km (31 y 50 mi) hasta la península de Māhia . [5] Hay varias cartografías de sus límites septentrionales, ya que la avalancha de escombros de Ruatōria era una estructura poco comprendida. [6] Los límites de la depresión no están definidos por trabajos geográficos estándar y varios trabajos geológicos tienen diferentes cartografías. [b]
Una depresión serpenteante dentro de la estructura en forma de canal, el canal Hikurangi (también conocido como canal marino de Hikurangi o canal marino de Hikurangi ), comienza en el sur y tiende hacia el lado este del canal. A la latitud del estrecho de Cook, el canal está a unos 80 m (260 pies) por debajo del nivel general del canal. [10] El canal Hikurangi del fondo marino continúa a lo largo de su lado este, [5] hasta que en la península de Māhia se separa hacia el este a través de la meseta de Hikurangi y desemboca en las llanuras abisales del suroeste del Pacífico. [11] [12] El canal tiene una longitud total de entre 1.400 y 2.000 km (870 a 1.240 mi), [13] pero solo la porción inicial de 800 km (500 mi) está en el canal. [14]
El canal al sur tiene estructuras relacionadas como los cañones submarinos Pūkākī, Okains y Pegasus en la latitud de la bahía Pegasus , [1] [15] el cañón Hurunui que está más allá de la desembocadura del río Hurunui , [16] y la repentina plataforma costera a 823 m (2700 pies) justo al sureste de Kaikōura del cañón Kaikōura , [17] [4] donde el fondo del mar cae a la profundidad del canal. Extendiéndose desde la costa montañosa al norte de Kaikōura, los cañones submarinos Kowhai están al oeste del canal. [18] Hacia la parte noreste del estrecho de Cook se encuentra el cañón del estrecho de Cook con parte del canal a 2250 m (7380 pies) de profundidad. Frente al cabo Palliser , una parte de la depresión tiene 2236 m (7336 pies) de profundidad, menos que los 2588 m (8491 pies) de la meseta de Hikurangi en el lado oriental de la depresión en esta latitud. La meseta de Hikurangi se extiende al este de la depresión entre la elevación de Chatham al sur y un punto al norte del Cabo Este de Nueva Zelanda . En la costa este de la Isla Norte, entre los cañones Pāhaoa y Māhia, no hay drenaje directo desde la costa hacia la depresión, ya que el fondo marino tiene varias crestas y cuencas intermedias. En términos de ser una zanja definida con dos lados, esta se encuentra en el fondo marino al norte de la península de Māhia, pero está rota por el deslizamiento de tierra submarino de Tuaheni aproximadamente a 38°50'S, [19] y la avalancha de escombros submarinos de Ruatōria aproximadamente a 38°S. [20] Más allá de la avalancha de escombros de Ruatōria, el margen de Hikurangi se une al escarpe de Ruatōria y luego desciende desde la cresta submarina del Cabo Este y comienza a formar estructuras similares a trincheras a profundidades de 4580 m (15 030 pies) asignadas por muchas autoridades a la fosa de Kermadec que más al norte tiene una transición clara a una profundidad mucho mayor de 7436 m (24 396 pies). [4] [b]
La fosa de Hikurangi está llena de sedimentos como resultado de ser una parte clave del sistema sedimentario oceánico del este de Nueva Zelanda durante varios millones de años. [21] La actual subducción y acreción de la Isla Norte que comenzó a mediados y finales del Oligoceno , provocó que se formaran gruesas secuencias sedimentarias en la entonces fosa con una erosión abisal mejorada a finales del Mioceno . [22] Más recientemente, tiene sedimentos de la erosión de las montañas ascendentes de la Isla Sur de Nueva Zelanda, como los Alpes del Sur , que se formaron hace 6,4 millones de años. [22] Este sistema contribuye actualmente con aproximadamente el 0,5% del aporte total de sedimentos a los océanos del mundo. [13] Los sedimentos en la fosa tienen hasta 6 m (20 pies) de profundidad en el sur y donde salen del Cañón Kaikōura tienen características acústicas de turbiditas de grava . [3] Las turbiditas se adelgazan a aproximadamente 1 km (0,62 mi) en el norte. [3] Se han identificado hidratos de gas en los sedimentos y hay filtraciones generalizadas de metano . [23] El análisis de radiodatación de las rocas carbonatadas formadas en dichas filtraciones muestra que la formación de carbonato ha estado ocurriendo durante períodos entre 2.360 ± 70 años AP y 12.400 ± 160 años AP. [24]
El canal turbidítico activo representado por el canal Hikurangi, guía las corrientes de turbidez hacia el camino de la corriente profunda del límite occidental del Pacífico hacia el norte. [25] Se sabe que el canal Hikurangi tiene menos de 3,5 millones de años. [26] Inicialmente, el canal se desarrolló durante el Plioceno tardío y se extendió a lo largo de la fosa Hikurangi hacia el norte. [22] Los sedimentos son entregados predominantemente por cañones submarinos y barrancos de pendiente que cortan o eluden obstrucciones al flujo, [27] y se sabe que el cañón Kaikōura es la corriente activa dominante y contribuyente a largo plazo en el caso de la fosa Hikurangi. [3] Excepcionalmente, el terremoto de Kaikōura de 2016 precipitó deslizamientos de lodo submarinos y flujos de sedimentos que desplazaron alrededor de 850 × 10 6 t (8,4 × 10 8 toneladas largas; 9,4 × 10 8 toneladas cortas) de sedimento en la trinchera desde el Cañón Kaikōura, [28] [29] con una corriente de turbidez que viajó más de 680 km (420 mi) a lo largo del Canal Hikurangi. El núcleo marino más alejado muestreado en el canal hasta ahora reveló más de 16 cm (6,3 pulgadas) de sedimento fresco. [30] El análisis completo es matizado, con flujos de diez cuencas que desencadenan turbidez, pero también flujos que pueden deberse al deslizamiento submarino de la tierra por temblores asociados con picos de amplitud del movimiento del suelo que producen fallas en sedimentos fangosos. [31] La cuenca del Cañón del Estrecho de Cook fue un gran contribuyente a los depósitos de turbidita del terremoto. [30] [c]
La zona de subducción del margen de Hikurangi es donde la gruesa meseta oceánica de Hikurangi ha estado subduciendo durante unos 25 millones de años debajo de la corteza continental de la antigua placa indoaustraliana , posiblemente sin una microplaca de corteza continental intermedia , aunque hay características de rotación. El movimiento relativo en el norte es de 6,1 cm/año (2,4 pulgadas/año) en el Cabo Este y se reduce a 3,5 cm/año (1,4 pulgadas/año) en el Cabo Turnagain con respecto a la convergencia. El vector neto es de 4,5 cm/año (1,8 pulgadas/año) con una dirección vectorial de 266° y 3,8 cm/año (1,5 pulgadas/año) en una dirección de 259° en el extremo de Canterbury. [6] Esto se divide en convergencia cerca de la fosa, movimiento de deslizamiento alrededor de la parte superior de la dorsal del antearco y extensión en el Rift de Taupō . [32] No hay una fosa continua con dos lados en el margen y cierta complejidad en las estructuras tipo fosa o canal se debe a la compleja tectónica de transición y a los antiguos montes submarinos en subducción . [6] Por el contrario, las fosas de Kermadec y Tonga representan las partes de la zona de subducción de Kermadec-Tonga donde la corteza oceánica de la placa del Pacífico se está subduciendo debajo de la corteza oceánica de las microplacas de Kermadec y Tonga que también lindan con la corteza oceánica de la placa australiana actual . [6]
Debido al aporte de agua de las aguas profundas circumpolares inferiores y al drenaje actual y costero y a las corrientes superficiales como la corriente del Cabo del Este, existe un rico ecosistema marino en las aguas costeras sobre la fosa. El ecosistema de la fosa en sí ha sido mucho menos estudiado, ya que es incluso más profundo que las pesquerías marinas profundas económicamente importantes. [33] El margen medio y sur de Hikurangi incluye pesquerías de merluza de cola , alfonsino y reloj anaranjado . [34] El área más al sur de la fosa cerca del cañón Kaikōura, el frente subtropical, forma una zona de convergencia entre las masas de agua subtropicales y subantárticas representadas por la corriente de Southland hasta aproximadamente 1000 m (3300 pies). [35] Se ha determinado que esta región del océano es uno de los ecosistemas marinos más productivos del planeta. En este extremo de la fosa, se encuentran muchas especies de aguas profundas cerca de la costa. Esta fuente de alimento atrae a las ballenas por las que es famosa la ciudad de Kaikōura . El terremoto de Kaikōura de 2016 perturbó profundamente este ecosistema, pero hay evidencia de recuperación. [29]
En un estudio, se realizó un muestreo biológico de las paredes del canal en seis sitios entre 690 y 1.561 m (2.264 y 5.121 pies) de profundidad. [34] En comparación con un muestreo similar en la bahía más septentrional de Plenty, hubo mayor abundancia en el margen de Hikurangi de muchos crustáceos y gusanos como dragones de barro , ostrácodos , gusanos nematodos , copépodos , tanaidáceas , gusanos segmentados , isópodos y anfípodos . [36]
En la propia depresión, los ecosistemas quimiosintéticos de aguas profundas están asociados con filtraciones frías de metano que, con la autigénesis, suelen crear montículos de carbonato . [37] Los organismos unicelulares responsables de estos ecosistemas son similares a los que se encuentran en las filtraciones de metano de todo el mundo. [38] A diferencia de otras áreas del océano profundo, no se han encontrado volcanes de lodo asociados al metano en el margen. [39]
En las imágenes de vídeo se ven tapetes bacterianos, a menudo blancos. [39] Algunos de estos sistemas difieren de cualquier otro descrito hasta ahora en todo el mundo. [40] Por ejemplo, hay densas poblaciones de gusanos poliquetos en microhábitats de sedimentos blandos ricos en sulfuros oscuros donde hay un alto flujo tanto de metano como de sulfuros . [39] Estas manchas oscuras tienen picaduras distintivas asociadas con las madrigueras de los gusanos. [41] Debido a que los gusanos poliquetos se encuentran en filtraciones frías en todo el mundo, es posible que se haya subestimado el papel de la metanotrofia aeróbica en los ecosistemas quimiosintéticos de metano del fondo marino, ya que más del 25% del metano que escapa de las filtraciones frías del margen de Hikurangi se metaboliza aeróbicamente. [42]
En general, tales filtraciones de metano tienen organismos unicelulares anaeróbicos en las capas anóxicas del subsuelo, con arqueas metanotróficas anaeróbicas y mixococos reductores de sulfato . [43] En hábitats de filtraciones altamente reducidas, la superficie está dominada por tapetes bacterianos, mientras que donde ha ocurrido una oxidación parcial , el ecosistema de gusanos de cerdas mencionado anteriormente se encuentra asociado con Gammaproteobacteria metanotrófica aeróbica . Genéticamente, muchos de estos se han caracterizado como relacionados con los endosimbiontes quimiosintéticos de invertebrados marinos. [43] El sulfuro es explotado como un recurso energético tanto por los gusanos tubícolas como por las almejas. [24] Con una oxidación más avanzada, el ecosistema se vuelve dominado por gusanos tubícolas frenulados quimiosintéticos del género Lamellibrachia estrechamente relacionados con los que se encuentran en la cuenca de Lau , [41] y almejas, mejillones y varias esponjas Demospongiae . [40] [44] Las almejas de agua salada pertenecen al género Calyptogena , los mejillones pertenecen a la subfamilia de aguas profundas Bathymodiolinae . [44]
39°44′S 178°38′E / 39.74, -39.74; 178.64