Một trận động đất có thể khiến hàng triệu tấn carbon chảy về rãnh đại dương sâu nhất Trái đất

Những tác động bí ẩn nhất của trận động đất không thể nhìn thấy bằng vệ tinh mà chúng chỉ có thể được thăm dò ở những khu vực sâu nhất của đại dương.

Năm 2011, một trận động đất mạnh 9,0 độ richter đã ầm ầm kéo đến ngoài khơi bờ biển Tohoku, Nhật Bản, gây ra một trận sóng thần lớn và giết chết hơn 15.000 người.

Các ảnh hưởng toàn cầu của trận động đất Tohoku được coi là mạnh thứ tư kể từ khi bắt đầu nghiên cứu và ghi chép lại các trận động đất vào năm 1900 cho đến hiện nay. Theo báo cáo của NASA vào năm 2011, họ ước tính trận động đất đã đẩy hòn đảo chính của Nhật Bản 2,4m về phía đông, khiến Trái đất lệch khỏi trục của nó 25cm và rút ngắn chu kỳ quay một phần triệu giây.

Trong một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 7 tháng 2 trên tạp chí Khoa học, Kioka và các đồng nghiệp đã đến Rãnh Nhật Bản, một rãnh đại dương nơi một mảng kiến tạo lặn bên dưới một mảng khác. Rãnh Nhật Bản nằm ở Thái Bình Dương, có độ sâu 8000m. Họ phải thăm dò ở điểm sâu nhất để xác định số lượng chất hữu cơ đã bị đổ xuống cái rãnh đại dương này bởi trận động đất lịch sử. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khoảng một triệu tấn carbon sạt lở và đổ vào rãnh sau trận động đất Tohoku và các dư chấn sau đó. Ông Kioka cho biết: "Con số này vượt xa hơn cả dự đoán của chúng tôi".

Lượng carbon khổng lồ bị di dời bởi các trận động đất có thể đóng một vai trò quan trọng trong chu trình carbon toàn cầu. Chu trình carbon là các quá trình tự nhiên mà qua đó carbon được chuyển hóa theo chu kỳ trong bầu khí quyển, đại dương và mọi sinh vật trên Trái đất. Nhưng, theo ông Kioka, nghiên cứu về chủ đề này còn nhiều thiếu sót.

Rãnh đại dương ở Puerto Rico.

Rãnh Nhật Bản là một phần của khu Hadal (được đặt theo tên Hades, vị thần Hy Lạp của địa ngục). Khu vực này có những nơi ẩn nấp hơn 6 km bên dưới bề mặt của đại dương.

Kioka nói: "Vùng hadal chỉ chiếm 2% tổng diện tích bề mặt đáy biển. Có lẽ nơi này được khám phá ít hơn cả mặt trăng hay sao Hỏa".

Để xem các thành phần hóa học của trầm tích đã thay đổi như thế nào kể từ trận động đất năm 2011, nhóm nghiên cứu đã đào một số lõi trầm tích dài từ đáy rãnh. Các lõi này có chiều dài lên tới 10 m, mỗi lõi có nhiều lớp địa chất cho thấy các mảnh vật chất từ đất và biển đổ xuống rãnh đại dương.

Ông Kioka cho biết, một vài mét trầm tích đã bị đổ xuống rãnh vào năm 2011. Khi nhóm nghiên cứu phân tích các mẫu trầm tích này tại phòng thí nghiệm ở Đức, họ đã tính toán được lượng carbon trong mỗi lõi. Họ ước tính rằng tổng lượng carbon đổ vào trên toàn bộ rãnh lên tới một triệu tấn.

Đó là một lượng carbon thực sự lớn. Để so sánh, Kioka và các đồng nghiệp đã viết trong nghiên cứu, khoảng 4 triệu tấn carbon được đưa ra biển hàng năm từ vùng núi Hy Lạp qua các con sông Ganges, Brahmaputra. Sau một sự kiện địa chấn duy nhất, trận động đất đã bí ẩn nhấn chìm 1/4 số carbon đó trong Rãnh Nhật Bản.

Nhưng, làm thể nào để carbon đổ vào những nơi sâu nhất của Trái đất vẫn còn là một câu hỏi. Tuy nhiên, Kioka cho biết, các khu vực như Rãnh Nhật Bản có thể giúp carbon có đường đi tương đối nhanh vào trong lòng Trái đất, nơi cuối cùng chúng có thể được thải vào khí quyển dưới dạng carbon dioxide trong các đợt phun trào núi lửa. Ông nói: "Cuộc thám hiểm tiếp theo theo kế hoạch vào năm 2020, chúng ta sẽ thu thập các mẫu lõi trầm tích thậm chí còn dài hơn từ các rãnh đại dương để có thể điền vào những câu hỏi về các chi tiết lịch sử có từ hàng trăm hoặc hàng ngàn năm trước".