Pada tahun 2011, gempa bumi berukuran 9.0 bergegas ke pantai Tohoku, Jepun, mencetuskan tsunami yang besar dan membunuh lebih daripada 15,000 orang.
Kesan global gempa bumi Tohoku - sekarang dianggap sebagai keempat paling kuat sejak rakaman bermula pada tahun 1900 - masih dipelajari. Para saintis sejak itu menganggarkan bahawa gempa itu memancarkan pulau utama Jepun 8 kaki (2.4 meter) ke timur, mengetuk Bumi sebanyak 10 inci (25 cm) dari paksinya dan memendekkan hari dengan beberapa juta sejam, Dilaporkan NASA pada tahun 2011. Tetapi bagi Arata Kioka, ahli geologi di University of Innsbruck di Austria, kesan gempa paling menarik dan misterius tidak dapat dilihat dengan satelit; mereka boleh diukur hanya dalam sekatan terdalam lautan Bumi.
Dalam satu kajian baru yang diterbitkan pada Feb. 7 dalam jurnal Laporan Ilmiah, Kioka dan rakan-rakannya melawat Trench Jepun - zon subduksi (di mana satu plat tektonik menyelam di bawah yang lain) di lautan Pasifik yang menjunam lebih dari 26,000 kaki (8,000 m) di titik terdalam - untuk menentukan berapa banyak bahan organik telah dibuang di sana oleh gempa bumi yang membuat sejarah. Jawapannya: Banyak. Pasukan itu mendapati bahawa kira-kira satu teragram atau 1 juta tan karbon telah dibuang ke dalam parit berikutan gempa Tohoku dan gempa susulan berikutnya.
"Ini lebih banyak daripada yang kami harapkan," kata Kioka kepada Sains Live.
Tempat terdalam bumi
Kuantiti karbon yang banyak dipindahkan oleh gempa bumi mungkin memainkan peranan utama dalam kitaran karbon global - proses yang lambat, semulajadi oleh kitaran karbon melalui atmosfera, lautan dan semua makhluk hidup di Bumi. Tetapi, Kioka berkata, penyelidikan mengenai topik ini kurang.
Sebahagian daripada itu mungkin kerana ia melibatkan melawat tempat-tempat terdalam di Bumi. Trench Jepun adalah sebahagian daripada zon hadal (dinamakan untuk Hades, dewa Yunani bawah tanah), yang merangkumi tempat-tempat yang mengintai lebih dari 3,9 kilometer (6 kilometer) di bawah permukaan lautan.
"Kawasan hadal hanya menduduki 2 peratus daripada keseluruhan kawasan permukaan di dasar laut," kata Kioka kepada Live Science. "Ia mungkin kurang diterokai daripada bulan atau Mars."
Mengenai serangkaian misi yang dibiayai oleh beberapa institusi sains antarabangsa, Kioka dan rakan-rakannya melayari Jepun Trench enam kali antara 2012 dan 2016. Semasa pelayaran ini, pasukan menggunakan dua sistem sonar yang berbeza untuk mewujudkan peta resolusi tinggi kedalaman parit. Ini membenarkan mereka untuk menganggarkan berapa banyak sedimen baru telah ditambah ke lantai parit dari masa ke masa.
Untuk melihat bagaimana kandungan bahan kimia sedimen itu telah berubah sejak gempa 2011, pasukan menggali beberapa teras sedimen panjang dari bahagian bawah parit. Mengukur sehingga 32 kaki (10 meter) panjang, setiap teras ini berfungsi sebagai sejenis kek lapisan geologi yang memperlihatkan bagaimana pelbagai benda dari tanah dan laut ditumpuk ke bahagian bawah parit.
Beberapa meter sedimen kelihatan telah dibuang ke parit pada tahun 2011, kata Kioka. Apabila pasukan dianalisis sampel sedimen di makmal di Jerman, mereka dapat mengira jumlah karbon di setiap teras. Mereka menganggarkan bahawa jumlah karbon yang ditambah di seluruh parit adalah sehingga satu juta tan.
Itulah banyak karbon. Sebagai perbandingan, kira-kira 4 juta tan karbon dihantar ke laut setiap tahun dari pergunungan Himalaya melalui sungai Ganges-Brahmaputra, Kioka dan rakan-rakannya menulis dalam kajian mereka. Separuh daripada jumlah itu berakhir di Trench Jepun berikutan peristiwa seismik tunggal menggariskan gempa kuasa misterius memegang dalam kitaran karbon global.
Bagaimana, betul, karbon yang dibuang ke dalam tempat-tempat yang paling mendalam di Bumi ke dalam kitaran yang lebih luas masih tidak menentu. Walau bagaimanapun, Kioka berkata, zon subduksi seperti Trench Jepun mungkin memberikan sedimen karbon yang agak cepat ke dalam pedalaman Bumi, di mana mereka akhirnya boleh dibebaskan ke atmosfera sebagai karbon dioksida semasa letusan gunung berapi. Penyelidikan lanjut diperlukan, dan ekspedisi 2020 yang dirancang untuk mengumpul sampel teras lebih lama dari parit boleh mengisi beberapa butiran sejarah yang berulang-ulang beratus atau beribu tahun.
