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水中扇状地は、水面下に形成される扇形の堆積物（デルタや陸上の扇状地に似ている）であり、氷河[ 1 ]や火口湖[ 2 ]と関連していることが多い。
水中扇状地の堆積物は、一般的に粗粒から細粒の砂利や砂で、質感や粒度分布が様々であると説明されます。底流（湖水よりも密度が高い融解水）は、水路や堤防のある水中扇状地を形成する傾向があります。[ 3 ] 水中扇状地は、氷河の移動や、河川デルタでよく見られる水中流の影響によって形成されることがあります。水中扇状地を構成する堆積物のサイズと組成は、水流や氷河の氷床が移動する岩石の種類に依存します。 水中扇状地に見られる堆積構造は、水流の強さに大きく依存します。[ 4 ]
氷は風や水に比べて侵食作用が効率的です。氷河は大量の堆積物を氷河の先端まで運ぶことができます。氷河の先端では、氷河が溶けるにつれて堆積物が堆積します。氷河が地形を移動するにつれて、氷河特有のU字谷が形成され始めます。 [ 5 ] これらの谷は広くて平坦なので、堆積物が氷河の先端から遠くまで運ばれる可能性があります。氷河の溶けた氷から直接堆積した堆積物は、分級も層状化もされていません。[ 5 ]これらの堆積物はティル とも呼ばれ、細かい粒子から迷子石と呼ばれる巨礫まで、さまざまなサイズの岩石片で構成されています。粒子のサイズの広範囲さが、氷によって堆積した氷河堆積物と水によって堆積した氷河堆積物を区別する特徴です。[ 5 ]
水中扇状地の場合、氷河前線の下流では、融解水流によって堆積物が運ばれます。この場合、堆積物はよく選別され、層状になっており、下流に堆積構造や平野を形成することがあります。融解水によって運ばれ、分布したこの堆積物は、アウトウォッシュと呼ばれます。[ 5 ]
水中扇状地は、氷河の移動と後退によって形成されます。水中扇状地は、そこに堆積した氷河の組成に基づいて、さまざまな物質で構成されています。氷河が地形を前進する際、摩耗作用によってその下の地面を削り取ります。氷床の末端部によって拾い上げられる堆積物の種類は、氷床が移動する基盤岩を形成する 母材の組成によって決まります。
やがて氷河は後退し、最前線に末端モレーンと呼ばれる大きな堆積物を残します。氷河が後退するにつれて氷が溶け、氷河の底から融解水が流れ出し、末端モレーンから堆積物を運び出し、アウトウォッシュ平野と呼ばれる場所へと移動させます。アウトウォッシュ平野には、これらの砂や砂利が堆積します。場合によっては、アウトウォッシュ平野がダムを形成し、氷河湖が形成されることがあります。[ 6 ] この湖は、氷河の融解水がダムを形成する大きな堆積物の背後に閉じ込められることで形成されます。これらの氷河湖は氷河の融解水によって満たされていました。水がその地域に流れ込むと、まず大きな堆積物が沈殿します。これにより、より小さなサイズの堆積物が氷河湖の奥深くまで運ばれ、水中扇状地が形成されます。「氷河によって形成された氷河湖の中には、数千平方キロメートルにも及ぶ巨大なものもありました。[ 5 ]」
氷河湖に堆積した堆積物は、サイズと組成の両方に基づいて分類されます。図 1 に示すように、堆積物の組成とサイズは、後退する氷河からの距離に依存します。氷河から 10 メートルから約 100 メートル離れると、層序は塊状の礫から斜交層理の砂へと急速に細粒化します。[ 7 ] 最終的に、距離が約 1,000 メートルに達すると、粒径がさらに細かくなり、斜交層理の細粒砂がよく見られます。距離が氷河から数千メートル近くになると、級化細砂とシルトが見られ、最終的にはシルト粘土になります。この堆積環境での層理は、主に水平層理です。氷河からの距離が大きくなるにつれて、堆積物は、非常に不規則な礫から、より組織化され級化された層へと発達します。
This difference in bedding styles can be further seen in Figure 2, which displays how water flow affects the deposition style of the sediment. The sediment deposited closer in proximity to the glacial ice forms dunes and antidunes whereas the sediment deposited further away from the glacial ice is more likely to form horizontal beds or climbing ripples.[4] Gravel sized sediments will settle out of the water flow first and accumulate closer to the glacial ice. This allows for the water flow to carry smaller sediments further from the glacial ice.[4]
After the gravel sediment accumulates, continued strong glacial meltwater current will form dunes. As the sediment that was carried and deposited further from the glacial ice settles out, the sediment will form climbing ripples. The ripples move downstream over time, and as more sediment settles out on top of the preexisting ripples, it causes the bed to appear to climb. Climbing ripples often occur in finer grained sediments.[8] This occurs because the glacial meltwater current becomes much weaker the further away it is from the glacial ice source. These two distinct styles of bedding are heavily dependent on the distance away from the glacial ice and the strength of the meltwater.
Glaciers can also deposit smaller sized grains such as clay and silt in a proglacial lake at the edge of the ice. This area is known for alternating fine and coarse grained layers called varves that are formed by the seasonal freezing of the proglacial lake surface.[5]
Subaqueous fans have been discovered on Mars. Even though the presence of surface water is currently lacking on Mars, there have been multiple observations that lead to the revelation that there once was liquid water present on the planet's surface. One of these revelations includes the characteristics of ancient lakes such as hydrated minerals found in these basin regions.
火星ではいくつかの扇状地複合体が発見されているが、そのうち2つは、すでに火星で確認されている扇状地とは形態的特徴が大きく異なっていた。[ 10 ]これらの堆積扇状地の特定は、メラス峡谷（この峡谷の閉鎖盆地）の南西地域の底で行われた。これらの水中扇状地の特徴としては、タービダイト堆積物と樹枝状の終端からなるいくつかの細長いローブが挙げられる。[ 10 ]ミシシッピ川河口に存在する水中扇状地複合体（図3参照）との広範な比較の後、これらの扇状地は深層水中扇状地堆積システムと一致することが判明した。
これらの扇形堆積物は水中にあるものを指し、このカテゴリーに分類されるものには幅広い選択肢があります。水中扇のサブクラスには、海底にある水中扇状地が含まれる場合があり、これは特に海底扇または深海扇と呼ばれます。これらの扇状地は非常に大規模になる可能性があり、多くの場合、混濁流などの水中密度流による混濁流堆積物の結果です。[ 11 ]これらの流れは通常短命ですが、大量の堆積物を深海に運ぶことができるため（図4）、海底扇の形成に大きく貢献しています。[ 11 ]密度流、そして最終的には海底扇の形成につながる重要なプロセスには、堆積物の大量移動（土石流と呼ばれることもあります）を引き起こす大陸棚縁の堆積物崩壊が含まれます。[ 12 ]このような崩壊は、大陸棚や海底峡谷が堆積物の蓄積過多で安定性を失ったときによく発生します。[ 11 ]そのため、海底扇状地は大陸棚の底や海底峡谷によく見られます。海底扇状地の形成は、地殻変動や気候変動の強力な指標としても知られています。[ 12 ]