В 2011 году у берегов Тохоку в Японии произошло землетрясение магнитудой 9,0, которое вызвало сильное цунами и унесло жизни более 15 000 человек.
Глобальные последствия землетрясения в Тохоку, которое в настоящее время считается четвертым по силе с момента начала записи в 1900 году, все еще изучаются. С тех пор ученые подсчитали, что землетрясение толкнуло главный остров Японии на 8 футов (2,4 метра) к востоку, отбросило Землю на 10 дюймов (25 см) от ее оси и сократило день на несколько миллионных долей секунды, НАСА сообщило об этом в 2011 году. Но для Арата Киока, геолога из Университета Инсбрука в Австрии, самые интересные и таинственные последствия землетрясения нельзя увидеть со спутника; они могут быть измерены только в самых глубоких безднах Мирового океана.
В новом исследовании, опубликованном 7 февраля в журнале Scientific Reports, Киока и его коллеги посетили Японский желоб - зону субдукции (где одна тектоническая плита погружается под другую) в Тихом океане, которая погружается более чем на 26 000 футов (8 000 м) в его самая глубокая точка - определить, сколько органического вещества было сброшено туда историческим землетрясением. Ответ: много. Команда обнаружила, что примерно одна тераграмма - или 1 миллион тонн - углерода была сброшена в траншею после землетрясения в Тохоку и последующих подземных толчков.
«Это было намного больше, чем мы ожидали», - сказал Киока в интервью Live Science.
Самые глубокие места Земли
Огромное количество углерода, перемещенного землетрясениями, может сыграть ключевую роль в глобальном углеродном цикле - медленных, естественных процессах, посредством которых углерод циркулирует через атмосферу, океан и все живое на Земле. Но, по словам Киока, исследования по этой теме отсутствуют.
Частично это может быть связано с посещением самых глубоких мест на Земле. Японская впадина является частью адской зоны (названной в честь Аида, греческого бога подземного мира), которая включает места, скрывающиеся на глубине более 3,7 миль (6 километров) под поверхностью океана.
«Адская зона занимает всего 2 процента от общей площади морского дна», - сказал Киока в интервью журналу Live Science. «Это, вероятно, менее изучено, чем даже луна или Марс».
Во время ряда миссий, финансируемых несколькими международными научными учреждениями, Киока и его коллеги шесть раз путешествовали по Японской впадине в период между 2012 и 2016 годами. Во время этих круизов команда использовала две различные сонарные системы для создания карты глубин высокого разрешения. траншея Это позволило им оценить, сколько нового осадка было добавлено на пол траншеи с течением времени.
Чтобы увидеть, как химическое содержание этого осадка изменилось после землетрясения 2011 года, команда выкопала несколько длинных кернов осадка со дна траншеи. Имея длину до 10 метров (32 фута), каждое из этих ядер служило своеобразным слоем пирога с геологическим слоем, который показывал, как различные куски вещества с земли и моря накапливались на дне траншеи.
По словам Киоки, в 2011 году в траншею было сброшено несколько метров осадков. Когда команда проанализировала эти образцы отложений в лаборатории в Германии, они смогли рассчитать количество углерода в каждом керне. По их оценкам, общее количество углерода, добавленного по всей траншеи, составило до миллиона тонн.
Это много углерода. Для сравнения, около 4 миллионов тонн углерода ежегодно доставляется в море из гор Гималаев через реки Ганг-Брахмапутра, - писал Киока и его коллеги в своем исследовании. Если четверть этой суммы попадет в Японскую впадину после одного сейсмического события, это подчеркивает таинственные мощные землетрясения в глобальном углеродном цикле.
Как именно углерод сбрасывается в самые глубокие места Земли, фигурирует в более широком цикле, пока неизвестно. Однако, по словам Киока, зоны субдукции, такие как Японская впадина, могут дать углеродным осадкам относительно быстрый путь внутрь Земли, где они могут в конечном итоге попасть в атмосферу в виде диоксида углерода во время извержений вулканов. Необходимы дальнейшие исследования, и запланированная на 2020 год экспедиция для сбора еще более длинных образцов керна из траншеи может заполнить некоторые исторические детали, уходящие в глубину сотен или тысяч лет.
