Afin de comprendre le cycle global du carbone, l'exploration sous-marine est indispensable, conclut une équipe internationale dirigée par des géologues d'Innsbruck. Pour la première fois, ils ont réussi à quantifier la quantité de carbone organique transporté dans les grands fonds par un seul événement tectonique, le tremblement de terre géant de Tohoku-oki en 2011. Les résultats sont maintenant publiés dans Rapports scientifiques .

Une équipe internationale dirigée par les géologues d'Innsbruck Arata Kioka, Tobias Schwestermann, Jasper Moernaut, et Michael Strasser a pu quantifier pour la première fois le volume entier de sédiments marins à l'échelle de la tranchée qui ont été remobilisés par le séisme de magnitude 9 de Tohoku-oki en 2011 et transportés dans la tranchée japonaise jusqu'à 8 km de profondeur. Cela a été facilité dans le cadre d'un projet financé par le Fonds autrichien pour la science (FWF) et en collaboration avec des chercheurs de la Commission géologique du Japon de l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST), JAMSTEC (Agence japonaise pour les sciences et technologies marines et terrestres), L'Université de la ville de New York, MARUM (Centre des sciences de l'environnement marin, Université de Brême) et ETH Zurich, en intégrant des analyses d'échantillons et des données collectées lors de plusieurs expéditions de recherche offshore menées entre 2012 et 2016. En plus des mesures de teneur en carbone, ils pouvaient estimer la masse totale de carbone à plus de 1 Tg (1 téragramme =1 million de tonnes), déclenchée par un seul événement tectonique et transportée jusqu'à ces profondeurs d'eau.

"Les résultats nous ont surpris ainsi que nos collègues, " a déclaré Tobias Schwestermann, doctorat candidat au Département de géologie de l'Université d'Innsbruck. « Ceci est beaucoup plus élevé que prévu à partir des flux de carbone observés dans d'autres systèmes de tranchées en eaux profondes dans le monde, » poursuit Schwestermann. Un autre exemple illustre bien l'étendue du résultat :Le Gange-Brahmapoutre, l'un des plus grands réseaux fluviaux du monde, transporte environ 4 Tg de carbone par an vers l'océan. Le fait qu'un seul événement tectonique puisse provoquer environ un quart de ce flux de carbone, impliquant une importance mondiale potentielle, souligne l'importance du cycle du carbone en haute mer. « Les résultats montrent que lorsque nous parlons du cycle global du carbone, nous devons également penser aux fosses sous-marines les plus profondes et les moins explorées des océans de notre monde à l'avenir, " dit Michael Strasser, Professeur au Département de géologie.

Première quantification à l'échelle d'une tranchée de la masse de carbone organique en haute mer

À l'échelle mondiale, il n'y a que seize régions avec des profondeurs d'eau de plus de 6 km. "En tout, la mer profonde est sans doute encore moins explorée que la lune. C'est exactement ce qui nous fascine, " dit Arata Kioka, post-doctorat au département de géologie. La première quantification à l'échelle de la tranchée de la masse de carbone organique à de telles profondeurs d'eau a été rendue possible par diverses méthodes de mesure, dont certains ont été utilisés pour la première fois en haute mer. "L'un des navires de recherche, l'Allemand Sonne, a également été déterminante pour les résultats. C'est l'un des navires de recherche techniquement les mieux équipés actuellement disponibles, " dit Arata Kioka. Premièrement, l'équipe a réalisé des levés bathymétriques à haute résolution et une imagerie des structures sous-marines. Pour analyser la teneur en carbone, de nouvelles carottes de sédiments ont été prélevées dans la fosse du Japon.

Projet en cours

Les derniers résultats motivent les géologues à entreprendre d'autres expéditions de recherche pour explorer encore plus les profondeurs de la mer. Le Programme International de Découverte des Océans (IODP) leur en donnera bientôt l'opportunité. Il s'agit d'une collaboration internationale de recherche marine qui explore l'histoire et la dynamique de la Terre à l'aide de plates-formes de recherche océaniques pour récupérer les données enregistrées dans les sédiments et les roches des fonds marins et pour surveiller les environnements sous-marins. Michael Strasser est le principal promoteur d'une proposition IODP, qui sera mis en œuvre en 2020, la collecte de carottes longues dans la fosse japonaise pour étudier les séismes passés et leur impact sur l'évolution et les processus dans les fosses marines profondes.