Om de wereldwijde koolstofcyclus te begrijpen, diepzeeonderzoek is essentieel, concludeert een internationaal team onder leiding van geologen uit Innsbruck. Voor de eerste keer, ze zijn erin geslaagd de hoeveelheid organische koolstof die door een enkele tektonische gebeurtenis naar de diepzee wordt getransporteerd, te kwantificeren, de gigantische aardbeving in Tohoku-oki in 2011. De resultaten zijn nu gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

Een internationaal team onder leiding van de Innsbruck-geologen Arata Kioka, Tobias Schwestermann, Jasper Moernaut, en Michael Strasser kon voor het eerst het volledige greppel-brede volume van mariene sedimenten kwantificeren die opnieuw werden gemobiliseerd door de Tohoku-oki-aardbeving met een kracht van 9 op de schaal van Richter in 2011 en getransporteerd naar de tot 8 km diepe Japanse Trench. Dit werd mogelijk gemaakt binnen een project gefinancierd door het Oostenrijkse Wetenschapsfonds (FWF) en in samenwerking met onderzoekers van Geological Survey of Japan van het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), JAMSTEC (Japan Agentschap voor Marine-Aarde Wetenschap en Technologie), De stadsuniversiteit van New York, MARUM (Centrum voor Mariene Milieuwetenschappen, Universiteit van Bremen) en ETH Zürich, door analyses van monsters en gegevens te integreren die zijn verzameld tijdens verschillende offshore onderzoeksexpedities die tussen 2012 en 2016 zijn uitgevoerd. Samen met metingen van het koolstofgehalte, ze konden de totale koolstofmassa van meer dan 1 Tg schatten (1 teragram =1 miljoen ton), veroorzaakt door een enkele tektonische gebeurtenis en naar deze waterdiepten getransporteerd.

"De resultaten verrasten ons en onze collega's, " zei Tobias Schwestermann, doctoraat kandidaat bij de afdeling Geologie van de Universiteit van Innsbruck. "Dit is veel hoger dan verwacht op basis van koolstoffluxen die worden waargenomen in andere diepzeegeulsystemen over de hele wereld, " vervolgt Schwestermann. Een ander voorbeeld illustreert duidelijk de omvang van het resultaat:de Ganges-Brahmaputra, een van 's werelds grootste riviersystemen, transporteert ongeveer 4 Tg koolstof per jaar naar de oceaan. Het feit dat slechts één enkele tektonische gebeurtenis ongeveer een kwart van deze koolstofflux kan veroorzaken, wat een potentiële wereldwijde betekenis impliceert, benadrukt het belang van de koolstofkringloop in de diepzee. "De resultaten laten zien dat als we het hebben over de wereldwijde koolstofcyclus, we moeten ook nadenken over de diepste en meest onderontwikkelde diepzeetroggen van de oceanen van onze wereld in de toekomst, " zegt Michael Strasser, Professor bij de afdeling Geologie.

Eerste geulbrede kwantificering van organische koolstofmassa in de diepzee

Wereldwijd, er zijn slechts zestien regio's met waterdiepten van meer dan 6 km. "Globaal genomen, de diepe zee is aantoonbaar nog minder verkend dan de maan. Dit is precies wat ons fascineert, " zegt Arata Kioka, postdoc bij de afdeling Geologie. De eerste geulbrede kwantificering van organische koolstofmassa op dergelijke waterdiepten werd mogelijk gemaakt door verschillende meetmethoden, waarvan sommige voor het eerst in de diepzee werden gebruikt. "Een van de onderzoeksschepen, de Duitse Sonne, was ook bepalend voor de uitslag. Het is een van de technisch best uitgeruste onderzoeksschepen die momenteel beschikbaar zijn, " zegt Arata Kioka. Ten eerste, het team voerde bathymetrische onderzoeken met hoge resolutie uit en beeldvorming van onderzeese bodemstructuren. Om het koolstofgehalte te analyseren, nieuwe sedimentkernen werden genomen uit de Japan Trench.

Doorlopend project

De laatste resultaten motiveren de geologen om verdere onderzoeksexpedities te ondernemen om de diepzee nog verder te onderzoeken. Het International Ocean Discovery Program (IODP) geeft hen binnenkort de kans om dit te doen. Dit is een internationale samenwerking op het gebied van marien onderzoek die de geschiedenis en dynamiek van de aarde verkent met behulp van zeegaande onderzoeksplatforms om gegevens te herstellen die zijn vastgelegd in zeebodemsedimenten en rotsen en om onderzeese bodemomgevingen te bewaken. Michael Strasser is de belangrijkste voorstander van een IODP-voorstel, die in 2020 zal worden uitgevoerd, het verzamelen van lange kernen uit de Japanse Trench om eerdere aardbevingen en hun impact op de evolutie en processen in diepzeetroggen te bestuderen.