Japanski rov se nalazi na „pacifičkom vatrenom prstenu“, regionu od posebnog interesa za istraživanje zemljotresa i dubokih voda.
„Ovde se okeanske ploče savijaju, formiraju ultra-duboke vodene rovove i pomeraju se ispod nadmoćnih ploča u takozvanim zonama subdukcije, dok akumuliraju dugotrajno globalno tektonsko naprezanje ploča“, kaže dr Ken Ikehara iz Nacionalnog instituta za naprednu industriju Nauka i tehnologija, Japan, i ko-glavni naučnik IODP Ekspedicije 386. „Ova energija se oslobađa kataklizmično tokom takozvanih megapotresnih zemljotresa, kao što se to dogodilo 2011. tokom razornog zemljotresa Tohoku-oki.“
Deformacija i podrhtavanje morskog dna povezana sa zemljotresom mogu remobilisati velike količine sedimenata i svežeg organskog ugljenika koji se zatim prenosi gravitacionim tokovima u krajnji ponor bazena hadalnih rovova. Da bi proučio dugoročnu istoriju zemljotresa sa megapotiskom i istražio ulogu zemljotresa u ultra-dubokim vodama, tim IODP Ekspedicije 386 je sakupio i analizirao 58 jezgara sedimenta uzetih iz rupa dubokih do 37,82 metara u morsko dno na 15 lokacija duž ose rovova dugog 500 km.
„Ova dostignuća operativne ekspedicije uspešnog dubokog podzemnog uzorkovanja na dubinama vode između 7.445 i 8.023 m ispod nivoa mora postavila su dva nova rekorda u više od 50 godina naučnog bušenja okeana i jezgra“, kaže prof. Michael Strasser sa Univerziteta u Insbruku i ko. -glavni naučnik IODP ekspedicije 386. „Izvukli smo jezgro najdublje vodene lokacije na dubini vode od 8.023 metra i pronašli najdublji uzorak podmorskog nivoa sa 8.060,74 metara ispod nivoa mora.“
Analiza takvih uzoraka bez presedana i istraživanje koje je vodio prof. Rui Bao sa Kineskog univerziteta Ocean otkrili su veliku količinu labilnog rastvorenog ugljenika uskladištenog u sedimentnoj intersticijskoj vodi. Skladištenje rastvorenog ugljenika podrazumeva aktivnu remineralizaciju organskog ugljenika u hadalnim rovovima koja je mnogo veća nego u drugim dubokovodnim sredinama otvorenog okeana. Koristeći napredne radiokarbonske tehnike, tim je otkrio starenje i akumulaciju rastvorenog organskog i neorganskog ugljenika u dubokim podzemnim sedimentima.
„Ovo su uzbudljivi rezultati, jer ove rastvorene frakcije ugljenika mogu imati veliki uticaj na duboki ciklus ugljenika jer su zakopane još dublje u sedimente rova i zonu subdukcije“, rekao je Mengfan Ču, dr. kandidat na Univerzitetu Ocean u Kini i glavni autor studije koja je sada objavljena u Nature Communications.
Sveobuhvatno geohemijsko istraživanje intersticijske vode sedimenta zasnovano na rezultatima ekspedicije IODP 386 podržava ovu hipotezu. Ogromna skladišta metana nalaze se u sedimentima duž čitavog Japanskog rova, zajedno sa drugim izvanrednim geohemijskim karakteristikama međuprostorne vode.
Ovo ukazuje na intenzivnu mikrobnu metanogenezu u hadalnim rovovima i tumači se kao efekat pojačanja ponovljenih velikih zemljotresa duž zone subdukcije. Kroz povećanje tokova organskog ugljenika i regulisanje fizičkih i hemijskih karakteristika naslaga sedimenta, zemljotresi služe kao moćni modulator u ciklusu ugljenika u rovovima i metabolizmu duboke biosfere u ovim ekstremnim sredinama.
„Ova otkrića pružaju snažne dokaze da hadalni rovovi nisu ‘mirna’ dubokomorska okruženja kao što je ranije razmatrano. Uzbuđeni smo što možemo reći da će u budućnosti biti napravljeno još otkrića o ciklusu ugljenika hadal rova.“ kaže prof. Rui Bao.
„Na primer, u našoj studiji takođe izveštavamo o pojavi autentičnih karbonata u dubokoj podzemnoj površini sedimenata Japanskog rova, što sugeriše aktivnu transformaciju ugljenika između njegovih različitih oblika (sedimentnih, rastvorenih, gasovitih i mineralnih) i implicira da je okruženje hadalskog rova domaćin dinamički ciklus ugljenika, koji povezuje površinu Zemlje i njenu dublju unutrašnjost duž zona subdukcije, pružajući velike mogućnosti za buduća proučavanja“, nastavlja prof. Bao.
Nova otkrića dinamičkog ciklusa ugljenika u Japanskom rovu predstavljaju prvo veliko naučno dostignuće koje je rezultat novog uzorkovanja podzemne površine visoke vremenske i visoke prostorne rezolucije i istraživanja hadalnog okeanskog rova koje je postigla Ekspedicija 386 u Japanskom rovu. Pored ove prve naučne publikacije vezane za IODP-Ekpedition 386, IODP sada objavljuje preliminarne rezultate cele ekspedicije.
Zajedno sa novim perspektivama i daljim potencijalom da unapredimo naše razumevanje dubokomorskih elementarnih ciklusa i njihovog uticaja na hadal okruženja, uzorci i podaci iz ove ekspedicije takođe otkrivaju fascinantne zapise događaja koji se kreću unazad više od 24.000 godina. Ovo omogućava istraživanje koje je u toku i nove perspektive za diskusiju o dugoročnom ponavljanju i opasnostima velikih zemljotresa sa megapotiskom.
Trideset šest naučnika sa ekspertizom u različitim geonaučnim disciplinama iz Austrije, Australije, Kine, Finske, Francuske, Nemačke, Indije, Japana, Velike Britanije i Sjedinjenih Država sada sprovode dalja istraživanja koristeći uzorke koje je nabavila napredna platforma za bušenje okeana IODP . Očekuje se da će značajniji naučni napredak pomeriti granicu istraživanja ultra dubokih voda, zona subdukcije i zemljotresa.
