Dybt hav afslører sammenhængen mellem jordskælv og kulstofkredsløb

For at forstå det globale kulstofkredsløb, dybhavsudforskning er afgørende, afslutter et internationalt hold ledet af geologer fra Innsbruck. For første gang, det lykkedes dem at kvantificere mængden af ​​organisk kulstof, der blev transporteret ind i dybhavet ved en enkelt tektonisk begivenhed, det gigantiske Tohoku-oki jordskælv i 2011. Resultaterne er nu offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

Et internationalt hold ledet af Innsbruck-geologerne Arata Kioka, Tobias Schwestermann, Jasper Moernaut, og Michael Strasser kunne for første gang kvantificere hele skyttegravs-brede volumen af ​​marine sedimenter, der blev remobiliseret af Tohoku-oki jordskælvet med en styrke på 9 i 2011 og transporteret ind i den op til 8 km dybe Japan Trench. Dette blev faciliteret inden for et projekt finansieret af den østrigske videnskabsfond (FWF) og i samarbejde med forskere fra Geological Survey of Japan fra National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), JAMSTEC (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology), City University of New York, MARUM (Center for Havmiljøvidenskab, Universitetet i Bremen) og ETH Zürich, gennem integration af analyser af prøver og data indsamlet under adskillige offshore forskningsekspeditioner udført mellem 2012 og 2016. Sammen med målinger af kulstofindhold, de kunne estimere den samlede kulmasse på mere end 1 Tg (1 teragram =1 million tons), udløst af en enkelt tektonisk hændelse og transporteret til disse vanddybder.

"Resultaterne overraskede os og vores kolleger, sagde Tobias Schwestermann, Ph.D. kandidat ved Institut for Geologi ved Universitetet i Innsbruck. "Dette er meget højere end forventet fra kulstofstrømme observeret i andre dybhavsgravesystemer verden over, " fortsætter Schwestermann. Et andet eksempel illustrerer klart omfanget af resultatet:Ganges-Brahmaputra, et af verdens største flodsystemer, transporterer omkring 4 Tg kulstof om året til havet. Det faktum, at kun en enkelt tektonisk begivenhed kan forårsage omkring en fjerdedel af denne kulstofstrøm, antyder en potentiel global betydning, fremhæver betydningen af ​​kulstofkredsløbet i dybhavet. "Resultaterne viser, at når vi taler om det globale kulstofkredsløb, vi skal også tænke på de dybeste og mest underudforskede dybhavsgrave i vores verdenshavene i fremtiden, " siger Michael Strasser, Professor ved Geologisk Institut.

Første skyttegravsdækkende kvantificering af organisk kulstofmasse i dybhavet

I hele verden, der er kun seksten regioner med vanddybder på mere end 6 km. "Alt i alt, det dybe hav er uden tvivl endnu mindre udforsket end månen. Det er netop det, der fascinerer os, " siger Arata Kioka, postdoc ved Geologisk Institut. Den første skyttegravsdækkende kvantificering af organisk kulstofmasse på sådanne vanddybder blev muliggjort ved forskellige målemetoder, hvoraf nogle blev brugt for første gang i det dybe hav. "Et af forskningsfartøjerne, den tyske Sonne, var også afgørende for resultaterne. Det er et af de teknisk bedst udstyrede forskningsfartøjer, der er tilgængelige i øjeblikket, " siger Arata Kioka. Først, holdet udførte batymetriske undersøgelser i høj opløsning og billeddannelse af struktur under havbunden. For at analysere kulstofindholdet, nye sedimentkerner blev taget fra Japan-graven.

Fortsætter projekt

De seneste resultater motiverer geologerne til at foretage yderligere forskningsekspeditioner for at undersøge dybhavet yderligere. Det Internationale Ocean Discovery Program (IODP) vil snart give dem mulighed for at gøre det. Dette er et internationalt havforskningssamarbejde, der udforsker Jordens historie og dynamik ved hjælp af oceangående forskningsplatforme til at genvinde data registreret i havbundens sedimenter og klipper og til at overvåge undersøiske miljøer. Michael Strasser er den ledende fortaler for et IODP-forslag, som vil blive implementeret i 2020, indsamling af lange kerner fra Japan-graven for at studere tidligere jordskælv og deres indvirkning på udviklingen og processerne i dybhavsgrave.