V roce 2011 zaznělo při pobřeží Tohoku v Japonsku zemětřesení o velikosti 9,0, což vyvolalo masivní vlnu tsunami a zabilo více než 15 000 lidí.
Globální účinky zemětřesení Tohoku - nyní považované za čtvrté nejmocnější od začátku nahrávání v roce 1900 - se stále studují. Vědci od té doby odhadli, že zemětřesení odhazovalo hlavní ostrov Japonska na 8 stop (2,4 metru) na východ, srazilo Zemi až 10 centimetrů (25 cm) od jeho osy a den zkrátilo o několik milionů vteřin, NASA informovala v roce 2011. Ale pro Aratu Kioku, geologa na univerzitě v Innsbrucku v Rakousku, nejzajímavější a nejzáhadnější účinky zemětřesení nelze pozorovat pomocí satelitu; lze je měřit pouze v nejhlubších propastích pozemských oceánů.
V nové studii zveřejněné 7. února v časopise Scientific Reports navštívili Kioka a jeho kolegové japonský příkop - subduction zónu (kde se jedna tektonická deska ponoří pod druhou) v tichomořském oceánu, která se vrhá na více než 26 000 stop (8 000 m) na jeho nejhlubší bod - určit, kolik organické hmoty zde bylo vyhozeno zemětřesením v historii. Odpověď: Hodně. Tým zjistil, že po zemětřesení v Tohoku a následných otřesech bylo do příkopu vypuštěno zhruba jeden teragram - neboli 1 milion tun - uhlíku.
„Bylo to mnohem víc, než jsme čekali,“ řekla Kioka Live Science.
Nejhlubší místa Země
Obrovské množství uhlíku přemístěného při zemětřeseních může hrát klíčovou roli v globálním uhlíkovém cyklu - pomalé, přirozené procesy, kterými uhlíkové cykly procházejí atmosférou, oceánem a všemi živými věcmi na Zemi. Kioka však řekl, že výzkum na toto téma chybí.
Část toho může být proto, že to zahrnuje návštěvu nejhlubších míst na Zemi. Japonský příkop je součástí hadální zóny (pojmenované pro Hádese, řeckého boha podsvětí), která zahrnuje místa číhající více než 3,7 mil (6 km) pod hladinou oceánu.
„Hadální zóna zabírá pouze 2 procenta celkové plochy mořského dna,“ řekl Kioka Live Science. "Pravděpodobně je to méně prozkoumané než měsíc nebo Mars."
Na sérii misí financovaných několika mezinárodními vědeckými institucemi Kioka a jeho kolegové plavili v letech 2012 až 2016 šestkrát japonský příkop. Během těchto plaveb tým použil dva různé sonarové systémy k vytvoření mapy s hlubokým rozlišením ve vysokém rozlišení příkop. To jim umožnilo odhadnout, kolik nového sedimentu bylo v průběhu času přidáno do příkopové podlahy.
Abychom viděli, jak se chemický obsah tohoto sedimentu od zemětřesení v roce 2011 změnil, vykopal tým ze spodku příkopu několik dlouhých jader sedimentu. Každé z těchto jader o délce až 10 metrů sloužilo jako druh koláče geologické vrstvy, který ukazoval, jak se na dno příkopu hromadí různé kousky hmoty ze země a moře.
Zdálo se, že v roce 2011 bylo do příkopu vypuštěno několik metrů sedimentu, řekla Kioka. Když tým analyzoval tyto vzorky sedimentů v laboratoři v Německu, byli schopni vypočítat množství uhlíku v každém jádru. Odhadovali, že celkové množství uhlíku přidaného v celé příkopě bylo až milion tun.
To je hodně uhlíku. Pro srovnání, přibližně 4 miliony tun uhlíku jsou dodávány do moře ročně z hor Himálaje přes řeky Ganga-Brahmaputra, Kioka a jeho kolegové psali ve své studii. Čtvrtina této částky skončí v japonském příkopu po jediné seismické události podtrhuje tajemné mocenské zemětřesení, které drží v globálním uhlíkovém cyklu.
Jak přesně je uhlík vypuštěný do nejhlubších míst Země čísla do širšího cyklu stále nejistý. Kioka však uvedl, že subdukační zóny, jako je Japonský příkop, by mohly sedimentům uhlíku poskytnout relativně rychlou cestu do nitra Země, kde by mohly být nakonec uvolněny do atmosféry jako oxid uhličitý během sopečných erupcí. Je nutný další výzkum a plánovaná expedice do roku 2020 s cílem shromáždit ještě delší základní vzorky z příkopu může zaplnit některé historické detaily sahající až po stovky nebo tisíce let.
