Den fasta jorden andas när vulkaner "andas ut" gaser som koldioxid (CO2) - som är avgörande för att reglera det globala klimatet - medan kol i slutändan från CO2 återvänder till den djupa jorden när oceaniska tektoniska plattor tvingas sjunka ner i manteln vid subduktionszoner. Dock, mängden kol i sedimenten och havskorpan som subducerar är dåligt begränsad, liksom fraktionen av det som bryts ner i manteln och bidrar till vulkanisk CO2.

De flesta subduktionszoner i världen är komplexa:mängden sediment och kol (C) -koncentration varierar ofta längs deras längd, och på många, en del av sedimentet som når subduktionszonen skrapas bort, så C i den kommer aldrig tillbaka till jorden. Att utveckla ett sätt att räkna ut hur C cyklar vid komplexa subduktionsmarginaler är därför avgörande för att förstå vår planet.

För att upprätta en sådan metod, forskare Brian M. House och kollegor fokuserade på Sunda -marginalen längs Indonesien, en subduktionszon där mängden sediment förändras dramatiskt liksom andelen organiskt och oorganiskt C, och mycket lite av sedimentet förblir faktiskt fäst vid den subdukterande plattan.

Erosion från Himalaya och undervattenssediment "laviner" för med sig en enorm mängd sediment som är rikt på organiskt C till nordöstra delen av marginalen medan den sydvästra delen översvämmas av sediment som är rikt på kalciumkarbonat (CaCO3) mikrofossiler från den australiensiska kontinentalsockeln .

För att redogöra för detta gjorde laget en 3D-modell av sedimenten och deras sammansättning över tusentals kvadratkilometer utombordare av marginalen, vilket gjorde att vi mer exakt kunde kvantifiera C i sediment i hela regionen. House säger att de "uppskattar att bara ungefär en tiondel av C når marginalen gör det förbi subduktionszonen medan resten skrapas av plattan i den enorma kilen av sediment utanför Sumatra och Java."

Hus och kollegor uppskattar att C som återvänder till jorden är mycket mindre - kanske bara en femtedel - av vad vulkaner driver ut varje år, vilket betyder att marginalen representerar en nettokälla till C i atmosfären och att C från något annat än de subdukterande sedimenten frigörs. "Sedimenten subdugerade i jorden har också en annan C -isotopkomposition än den för vulkanisk CO2, så vi tror att oorganiskt CaCO3 i marken under Sumatra och Java samt C i den oceaniska plattan som transporterar sediment in i subduktionszonen släpper ut CO2 som reser tillbaka till atmosfären. "

Det här är två möjliga koldioxidkällor som, medan den är extremt stor, har inte fått mycket vetenskaplig uppmärksamhet. Genom att presentera en ny metod för att undersöka tektonisk C -cykling på en plats som är så komplicerad som Sunda -marginalen, säger House, "Vi hoppas få ett nytt intresse för att förstå hela processen som den fasta jorden andas över geologiska tidsskalor."