För att förstå den globala kolcykeln, djuphavsutforskning är viktigt, avslutar ett internationellt team ledd av geologer från Innsbruck. För första gången, de lyckades kvantifiera mängden organiskt kol som transporteras in i djuphavet av en enda tektonisk händelse, den gigantiska jordbävningen i Tohoku-oki 2011. Resultaten har nu publicerats i Vetenskapliga rapporter .

Ett internationellt team ledd av Innsbruck-geologerna Arata Kioka, Tobias Schwestermann, Jasper Moernaut, och Michael Strasser kunde för första gången kvantifiera hela dikets breda volym av marina sediment som återmobiliserades av jordbävningen i Tohoku-oki på magnituden 2011 och transporterades in i det upp till 8 km djupa Japan Trench. Detta underlättades inom ett projekt finansierat av den österrikiska vetenskapsfonden (FWF) och i samarbete med forskare från Geological Survey of Japan vid National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), JAMSTEC (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology), City University of New York, MARUM (Centrum för marin miljövetenskap, University of Bremen) och ETH Zürich, genom att integrera analyser av prover och data som samlats in under flera forskningsexpeditioner till havs som genomfördes mellan 2012 och 2016. Tillsammans med mätningar av kolhalt, de kunde uppskatta den totala kolmassan på mer än 1 Tg (1 teragram =1 miljon ton), utlöses av en enda tektonisk händelse och transporteras till dessa vattendjup.

"Resultaten överraskade oss och våra kollegor, sa Tobias Schwestermann, Ph.D. kandidat vid institutionen för geologi vid universitetet i Innsbruck. "Detta är mycket högre än förväntat från kolflöden som observerats i andra djuphavsdikesystem över hela världen, " fortsätter Schwestermann. Ett annat exempel illustrerar tydligt omfattningen av resultatet:Ganges-Brahmaputra, ett av världens största flodsystem, transporterar cirka 4 Tg kol per år till havet. Det faktum att endast en enda tektonisk händelse kan orsaka ungefär en fjärdedel av detta kolflöde, antyder en potentiell global betydelse, betonar vikten av kolkretsloppet i djuphavet. "Resultaten visar att när vi talar om den globala kolcykeln, vi måste också tänka på de djupaste och mest underutforskade djuphavsgravarna i våra världshav i framtiden, " säger Michael Strasser, Professor vid Geologiska institutionen.

Första dikesövergripande kvantifieringen av organisk kolmassa i djuphavet

Över hela världen, det finns bara sexton regioner med vattendjup på mer än 6 km. "Allt som allt, djuphavet är utan tvekan ännu mindre utforskat än månen. Det är just detta som fascinerar oss, "säger Arata Kioka, postdoc vid institutionen för geologi. Den första diketomfattande kvantifieringen av organisk kolmassa på sådana vattendjup möjliggjordes genom olika mätmetoder, varav några användes för första gången i djuphavet. "Ett av forskningsfartygen, den tyska sonen, var också avgörande för resultatet. Det är ett av de tekniskt bäst utrustade forskningsfartyg som för närvarande finns tillgängliga, " säger Arata Kioka. Först, teamet genomförde högupplösta batymetriska undersökningar och strukturavbildning under havsbotten. För att analysera kolhalten, nya sedimentkärnor togs från Japan Trench.

Fortsatt projekt

De senaste resultaten motiverar geologerna att genomföra ytterligare forskningsexpeditioner för att undersöka djuphavet ytterligare. International Ocean Discovery Program (IODP) kommer snart att ge dem möjlighet att göra det. Detta är ett internationellt havsforskningssamarbete som utforskar jordens historia och dynamik med hjälp av havsgående forskningsplattformar för att återvinna data som registrerats i havsbottensediment och bergarter och för att övervaka undervattensmiljöer. Michael Strasser är den ledande förespråkaren för ett IODP-förslag, som kommer att genomföras 2020, samla in långa kärnor från Japan Trench för att studera tidigare jordbävningar och deras inverkan på utvecklingen och processerna i djuphavsdiken.