Pada 2011, gempa berkekuatan 9,0 berkecamuk di lepas pantai Tohoku, Jepang, memicu tsunami besar dan menewaskan lebih dari 15.000 orang.
Efek global gempa Tohoku - sekarang dianggap sebagai yang paling kuat keempat sejak perekaman dimulai pada 1900 - masih dipelajari. Sejak itu para ilmuwan memperkirakan bahwa gempa itu mendorong pulau utama Jepang 8 kaki (2,4 meter) ke timur, menjatuhkan Bumi sejauh 10 inci (25 cm) dari porosnya dan memperpendek hari dengan sepersejuta detik, NASA melaporkan pada tahun 2011. Tetapi bagi Arata Kioka, seorang ahli geologi di Universitas Innsbruck di Austria, efek gempa paling menarik dan misterius tidak dapat dilihat dengan satelit; mereka dapat diukur hanya di jurang terdalam samudera bumi.
Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan 7 Februari di jurnal Scientific Reports, Kioka dan rekan-rekannya mengunjungi Japan Trench - zona subduksi (di mana satu lempeng tektonik menyelam di bawah yang lain) di laut Pasifik yang terjun lebih dari 26.000 kaki (8.000 m) di titik terdalamnya - untuk menentukan berapa banyak bahan organik yang dibuang di sana oleh gempa sejarah. Jawabannya: Banyak. Tim menemukan bahwa sekitar satu teragram - atau 1 juta ton - karbon telah dibuang ke parit setelah gempa bumi Tohoku dan gempa susulan berikutnya.
"Ini jauh lebih dari yang kami harapkan," kata Kioka kepada Live Science.
Tempat terdalam bumi
Jumlah besar karbon yang direlokasi oleh gempa bumi mungkin memainkan peran kunci dalam siklus karbon global - proses alami yang lambat yang dengannya karbon berputar melalui atmosfer, lautan dan semua makhluk hidup di Bumi. Tapi, kata Kioka, penelitian tentang topik ini masih kurang.
Bagian dari itu mungkin karena melibatkan mengunjungi tempat-tempat terdalam di Bumi. Parit Jepang adalah bagian dari zona hadal (dinamai untuk Hades, dewa Yunani dari dunia bawah), yang mencakup tempat-tempat yang bersembunyi lebih dari 3,7 mil (6 kilometer) di bawah permukaan laut.
"Zona hadal hanya menempati 2 persen dari total luas permukaan dasar laut," kata Kioka kepada Live Science. "Ini mungkin kurang dieksplorasi daripada bulan atau Mars."
Pada serangkaian misi yang didanai oleh beberapa lembaga sains internasional, Kioka dan rekan-rekannya menjelajahi Parit Jepang enam kali antara 2012 dan 2016. Selama pelayaran ini, tim menggunakan dua sistem sonar yang berbeda untuk membuat peta resolusi tinggi kedalaman kedalaman. parit. Ini memungkinkan mereka memperkirakan berapa banyak sedimen baru telah ditambahkan ke lantai parit seiring waktu.
Untuk melihat bagaimana kandungan kimia sedimen itu telah berubah sejak gempa 2011, tim menggali beberapa inti sedimen panjang dari bagian bawah parit. Dengan panjang hingga 32 kaki (10 meter), masing-masing inti ini berfungsi sebagai semacam lapisan kue geologis yang menunjukkan bagaimana serpihan-serpihan materi dari daratan dan laut menumpuk di bagian bawah parit.
Beberapa meter sedimen tampaknya telah dibuang ke parit pada tahun 2011, kata Kioka. Ketika tim menganalisis sampel sedimen ini di sebuah laboratorium di Jerman, mereka dapat menghitung jumlah karbon di setiap inti. Mereka memperkirakan bahwa jumlah total karbon yang ditambahkan di seluruh parit mencapai satu juta ton.
Itu banyak karbon. Sebagai perbandingan, sekitar 4 juta ton karbon dikirimkan ke laut setiap tahun dari pegunungan Himalaya melalui sungai Gangga-Brahmaputra, Kioka dan rekan-rekannya menulis dalam studi mereka. Untuk seperempat dari jumlah itu akan berakhir di Parit Jepang setelah peristiwa seismik tunggal menggarisbawahi kekuatan misterius yang dimiliki gempa bumi dalam siklus karbon global.
Bagaimana, tepatnya, karbon yang dibuang ke tempat-tempat terdalam Bumi ke dalam siklus yang lebih luas masih belum pasti. Namun, kata Kioka, zona subduksi seperti Parit Jepang mungkin memberikan sedimen karbon jalur yang relatif cepat ke interior bumi, di mana mereka akhirnya bisa dilepaskan ke atmosfer sebagai karbon dioksida selama letusan gunung berapi. Diperlukan penelitian lebih lanjut, dan ekspedisi yang direncanakan pada tahun 2020 untuk mengumpulkan sampel inti yang lebih lama dari parit dapat mengisi beberapa rincian historis selama ratusan atau ribuan tahun.
