La Terre solide respire alors que les volcans "exhalent" des gaz comme le dioxyde de carbone (CO2) - qui sont essentiels à la régulation du climat mondial - tandis que le carbone du CO2 retourne finalement dans la Terre profonde lorsque les plaques tectoniques océaniques sont obligées de descendre dans le manteau dans les zones de subduction. Cependant, la quantité de carbone dans les sédiments et la croûte océanique qui subduct est mal limitée, tout comme la fraction qui se décompose dans le manteau et contribue au CO2 volcanique.

La plupart des zones de subduction dans le monde sont complexes :la quantité de sédiments et la concentration en carbone (C) varient fréquemment sur leur longueur, et chez beaucoup, une partie des sédiments atteignant la zone de subduction est grattée, de sorte que le C qu'il contient ne retourne jamais dans la Terre. Développer un moyen de comprendre comment C cycle à des marges de subduction complexes est donc essentiel pour comprendre notre planète.

Pour établir une telle méthode, les chercheurs Brian M. House et ses collègues se sont concentrés sur la marge de la Sonde le long de l'Indonésie, une zone de subduction où la quantité de sédiments change radicalement de même que la proportion de C organique et inorganique, et très peu de sédiments restent réellement attachés à la plaque de subduction.

L'érosion de l'Himalaya et les "avalanches" de sédiments sous-marins apportent une énorme quantité de sédiments riches en C organique à la partie nord-est de la marge tandis que la partie sud-ouest est inondée de sédiments riches en microfossiles de carbonate de calcium (CaCO3) du plateau continental australien. .

Pour en tenir compte, l'équipe a réalisé un modèle 3D des sédiments et de leur composition sur des milliers de kilomètres carrés à l'extérieur de la marge, ce qui nous a permis de quantifier plus précisément le C dans les sédiments de toute la région. House dit qu'ils "estiment que seulement environ un dixième du C atteignant la marge dépasse la zone de subduction tandis que le reste est gratté de la plaque dans l'énorme coin de sédiments au large de Sumatra et de Java".

House et ses collègues estiment que le C qui retourne dans la Terre est beaucoup moins - peut-être seulement un cinquième - de ce que les volcans expulsent chaque année, ce qui signifie que la marge représente une source nette de C dans l'atmosphère et que du C provenant d'autre chose que les sédiments subductifs est libéré. "Les sédiments subduits dans la Terre ont également une composition en isotopes C différente de celle du CO2 volcanique, nous pensons donc que le CaCO3 inorganique dans le sol sous Sumatra et Java ainsi que le C dans la plaque océanique qui transporte les sédiments dans la zone de subduction libèrent du CO2 qui retourne dans l'atmosphère."

Ce sont deux sources de CO2 possibles qui, tout en étant extrêmement grand, n'ont pas reçu beaucoup d'attention scientifique. En présentant une nouvelle méthode pour étudier le cycle tectonique du C dans un endroit aussi compliqué que la marge de la Sonde, dit Maison, "Nous espérons susciter un nouvel intérêt pour la compréhension de la gamme complète des processus par lesquels la Terre solide respire sur des échelles de temps géologiques."