De vaste aarde ademt terwijl vulkanen gassen "uitademen" zoals koolstofdioxide (CO2) - die essentieel zijn bij het reguleren van het mondiale klimaat - terwijl koolstof uiteindelijk van CO2 terugkeert naar de diepe aarde wanneer oceanische tektonische platen gedwongen worden af ​​te dalen in de mantel in subductiezones. Echter, de hoeveelheid koolstof in de sedimenten en oceaankorst die subducteert is slecht beperkt, net als de fractie daarvan die in de mantel afbreekt en bijdraagt ​​aan vulkanisch CO2.

De meeste subductiezones ter wereld zijn complex:de hoeveelheid sediment en koolstof (C)-concentratie varieert vaak langs hun lengte, en bij velen, een deel van het sediment dat de subductiezone bereikt, wordt afgeschraapt, dus de C erin komt nooit terug in de aarde. Het ontwikkelen van een manier om erachter te komen hoe C cycli bij complexe subductiemarges is daarom van cruciaal belang voor het begrijpen van onze planeet.

Om een ​​dergelijke methode vast te stellen, onderzoekers Brian M. House en collega's concentreerden zich op de Sunda-marge langs Indonesië, een subductiezone waar de hoeveelheid sediment drastisch verandert, evenals het aandeel organisch en anorganisch C, en heel weinig van het sediment blijft daadwerkelijk aan de subductieplaat vastzitten.

Erosie uit de Himalaya en "lawines" onder water brengen een enorme hoeveelheid sediment dat rijk is aan organisch C naar het noordoostelijke deel van de rand, terwijl het zuidwestelijke deel wordt overspoeld door sediment dat rijk is aan calciumcarbonaat (CaCO3) microfossielen van het Australische continentale plat .

Om dit te verklaren maakte het team een ​​3D-model van de sedimenten en hun samenstelling over duizenden vierkante kilometers buiten de rand, waardoor we C nauwkeuriger konden kwantificeren in sedimenten in de hele regio. House zegt dat ze "schatten dat slechts ongeveer een tiende van de C die de marge bereikt, de subductiezone passeert, terwijl de rest van de plaat wordt geschraapt in de enorme wig van sediment voor de kust van Sumatra en Java."

House en collega's schatten dat de C die terugkeert naar de aarde veel minder is - misschien slechts een vijfde - van wat vulkanen elk jaar uitstoten, wat betekent dat de marge een netto bron van C in de atmosfeer vertegenwoordigt en dat C uit iets anders dan de zinkende sedimenten vrijkomt. "De sedimenten die in de aarde zijn ondergedompeld, hebben ook een andere C-isotoopsamenstelling dan die van vulkanische CO2, dus we denken dat anorganisch CaCO3 in de grond onder Sumatra en Java, evenals C in de oceanische plaat die sediment naar de subductiezone transporteert, CO2 vrijgeeft dat terug de atmosfeer in reist."

Dit zijn twee mogelijke CO2-bronnen die, hoewel extreem groot, hebben niet veel wetenschappelijke aandacht gekregen. Door een nieuwe methode te presenteren voor het onderzoeken van tektonische C-cycli op een plaats die zo gecompliceerd is als de Sunda-marge, zegt Huis, "We hopen nieuwe interesse te wekken in het begrijpen van het volledige scala aan processen waarmee de vaste aarde ademt over geologische tijdschalen."