Un cutremur de mare magnitudine poate îngropa milioane de tone de carbon în abisurile marine

În 2011 un seism cu magnitudinea 9,0 s-a produs în apropierea coastei nipone Tohoku, generând un uriaş tsunami şi ucigând peste 15.000 de oameni. Acest seism, considerat al patrulea cel mai puternic de la începutul măsurătorilor moderne, în 1900, a avut efecte la nivel planetar. Oamenii de ştiinţă au estimat că seismul a mutat principala insulă a arhipelagului nipon cu 2,4 metri spre est, a modificat axa de rotaţie a planetei cu până la 25 de centimetri şi a scurtat durata zilei cu câteva milionimi de secundă, după cum raporta NASA în 2011.

Însă pentru Arata Kioka, geolog la Universitatea din Innsbruck, Austria, cele mai interesante efecte ale acestui seism nu sunt cele care au fost observate din satelit, ci efectele identificate la cele mai mari adâncimi în abisurile marine.

În cadrul studiului său, publicat de Scientific Reports, Kioka şi colegii săi au desfăşurat o serie de observaţii ale abisului marin denumit Groapa Japoniei – o zonă de subducţie (în care o placă tectonică alunecă sub alta) din Pacific care coboară până la 8.000 de metri sub nivelul mării – pentru a determina cât de multă materie organică a ajuns în acest abis în urma cutremurului. Conform observaţiilor lui Kioka şi ale echipei sale, aproximativ 1 teragram (1 milion de tone) de carbon a fost înghiţit de acest abis marin după seismul Tohoku şi replicile sale.

„Este cu mult mai mult decât ne aşteptam,” a declarat Kioka pentru Live Science.

Astfel de cantităţi uriaşe de carbon, relocate de seisme, ar putea avea un rol important în ciclul global al carbonului în natură – procesul natural, lent, prin care carbonul trece din atmosferă în ocean şi prin biosferă.

Groapa Japoniei face parte din aşa-numita zonă hadopelagică (denumită după Hades, zeul elen al lumii subterane), care include regiunile abisale aflate la peste 6 kilometri adâncime faţă de nivelul mării.

„Zona hadopelagică reprezintă doar 2% din suprafaţa totală a fundului marin şi este probabil mai puţin explorată decât Luna sau Marte”, a explicat Kioka pentru Live Science.

În cadrul unei serii de misiuni ştiinţifice finanţate de mai multe instituţii internaţionale, Arata Kioka şi colegii săi au navigat de-a lungul Gropii Japoniei de şase ori între 2012 şi 2016. În aceste misiuni, echipa a folosit două sisteme sonar diferite pentru a genera o hartă de rezoluţie ridicată a abisului. Acest lucru le-a permis să estimeze cât de multe noi sedimente ajung în abis de-a lungul timpului.

Pentru a observa cum s-a modificat structura chimică a sedimentelor de la seismul din 2011, echipa a extras câteva mostre cilindrice de sedimente din Groapa Japoniei. Măsurând până la 10 metri lungime, fiecare dintre aceste mostre cilindrice este un fel de „tort” geologic compus din diferite straturi de sedimente. Mai mulţi metri din compoziţia acestor mostre extrase din Groapa Japoniei erau formaţi din sedimente scufundate în abisuri în 2011. Apoi, echipa a analizat sedimentele extrase într-un laborator din Germania şi a calculat nivelul de carbon din fiecare. Astfel, ei au putut estima că totalul de carbon înghiţit de Groapa Japoniei pe toată lungimea ei este de aproximativ 1 milion de tone.

Pentru comparaţie, aproximativ 4 milioane de tone de carbon ajung în fiecare an în mare din masivul Himalaya, prin bazinul hidrografic Ganges-Brahmaputra.

Deocamdată însă nu se ştie exact cum influenţează acest mecanism de origine seismică ciclul global al carbonului în natură. Conform lui Kioka, zonele de subducţie, aşa cum este Groapa Japoniei, ar putea reprezenta nişte „scurtături” prin care carbonul ajunge mai rapid în interiorul Pământului, de unde, în cele din urmă, va fi expulzat în atmosferă sub formă de dioxid de carbon în erupţiile vulcanice. O nouă expediţie ştiinţifică va avea loc deasupra Gropii Japoniei în 2020 pentru a afla mai multe despre acest proces. În cadrul noii expediţii, cercetătorii vor recolta mostre de sedimente de lungimi mai mari, pentru a observa ce s-a întâmplat cu acestea în urmă cu sute şi chiar mii de ani.