LEBANESE SUBMARINE CANYONS AND THEIR ROLE IN SEDIMENT TRANSFER FROM SHALLOW TO DEEP WATER

I movimenti di massa sottomarini con le loro conseguenze sono di un grande interesse per le comunità e le infrastrutture costiere e anche per lo sfruttamento e lo sviluppo delle risorse del fondale marino. L’elevata consapevolezza della necessità di una migliore comprensione del movimento di massa sottomarino è accompagnata da grandi avanzamenti nelle tecnologie di rilievi sottomarini durante gli ultimi due decenni. Il fondale marino nella baia di Jounieh e del Nord di Beirut (Libano) è caratterizzato dalla presenza di profondi canyons che raggiungono mille metri di profondità in prossimità della costa. I segni dell’instabilità del movimento di massa sottomarino relativi a tali canyons creano una connessione tra acque basse e acque profonde. La presenza di questi canyons in un’area tettonicamente attiva genera un particolare meccanismo di drenaggio del sedimento sotto la forma di movimento di massa e di crolli. Visto che l’area è poco esplorata, nel contesto di un progetto internazionale tra il servizio idrografico della Marina Libanese, il centro nazionale libanese per le scienze del mare, l’Università di Ferrara e l’istituto idrografico della Marina Militare Italiana, analizziamo i caratteri morfo-batimetrici e sedimentari dei settori costieri e della piattaforma continentale. Gli ecoscandagli multifasci ed i sistemi acustici ‶Sub-bottom profilers″, calibrati con dati reali (raccolta di sedimenti), in conformità con gli standard internazionali dell’idrografia, ci permettono di caratterizzare la natura del fondale e del sotto fondale. La rivelazione di oggetti sottomarini particolari fornisce delle mappe di dettaglio a supporto di analisi di morfodinamica litorale, trasporto costiero e budget sedimentario. Questi dati batimetrici da sistemi multifasci di alta risoluzione, integrati con i caratteri sedimentologici, forniscono dati utili per potenziali rischi naturali che potrebbero essere causati da tettonica attiva nella zona offshore, e per un alto rischio costiero in una delle regioni le più popolate del Libano. Questo studio ha lo scopo di valutare il ruolo dell’area dei canyons sottomarini nei movimenti di massa sottomarini, considerando: 1- La valutazione della condizione ambientale della baia di Jounieh. 2- Le dinamicità del deposito sedimentario lungo e attraverso la piattaforma continentale e lo slope libanese e finalmente, 3- Il movimento del sedimento nelle teste dei canyons nel bacino Jounieh-Beirut. Questi studi ci hanno permesso di scoprire che i canyons nell’area di ricerca nonostante la loro appartenenza allo stesso margine continentale, la condivisione più o meno della stessa morfologia e la loro presenza a pochi chilometri l’uno a altro, mostrino una relativa variabilità nella loro geometria, morfologia, e processi sedimentari, la corrente SW è la causa principale che controlla il movimento del sediment. Lo studio evidenzia il ruolo importante che il bacino di Jounieh-Beirut gioca nella dinamicità sedimentaria dei fondali libanesi, anche grazie al confronto tra il suo stato attuale (2019) e la situazione nel 1976.

Submarine mass movements and their consequences are of major concern for coastal communities and infrastructures but also for the exploitation and the development of seafloor resources. Elevated awareness of the need for better understanding of the underwater mass movement is coupled with great advances in underwater mapping technologies over the past two decades. The seafloor in the Bay of Jounieh and Beirut North (Lebanon) is characterized by deep canyons, reaching one thousand meters depths in proximity of the coast. Signs of submarine mass movement instability related to these canyons create a connection between shallow and deep water. The presence of these canyons in a tectonically active area generates a particular drained mechanism to the sediment in form of mass movement and slumping. Since this area is poorly explored, in the framework of an international project between Lebanese Navy Hydrographic Service, Lebanese National Center for Marine Sciences, University of Ferrara and Italian Navy Hydrographic Institute, we analyse the morpho-bathymetric and sedimentological characters of the coastal and shelf sectors. Multibeam echosounder and sub-bottom profiler acoustic systems calibrated with ground truths (sediment grabs) in accordance to the International Hydrographic Standards allow us to characterize the nature of seafloor and sub-seafloor. The detection of particular undersea features provides detail maps which are in support to littoral morpho-dynamics, coastal transport and sediment budget. This high resolution multibeam bathymetry dataset, integrated by the sedimentological characters, will provide useful constraints to the potential natural hazards that may be caused by active tectonics in the offshore and a high coastal risk in one of the most populated region of Lebanon. The study aims to evaluate the role of the area's submarine canyons in the underwater mass movements, taking into account: 1) the evaluation of the environmental condition of the Jounieh Bay, 2) the sediment deposit dynamics along and across the Lebanese continental shelf and slope, and finally 3) the sediment movement inside canyons heads in the Jounieh-Beirut Basin. The above studies allowed us to discover that although canyons in the research's area belong to the same continental margin, share more or less the same morphology and are located few kilometres apart, they display a relevant variability in their geometry, morphology, sedimentary processes, and where the SW current is the main governing cause of sediment movement, and to highlight the important role that the Jounieh-Beirut Basin plays in the Lebanese underwater dynamics, comparing its status in 2019 with a previous work achieved by Goedicke and Sagebiel (1976).