地震，地球的日?；顒?dòng)，卻是人類(lèi)的噩夢(mèng)。但是地震有大有小，地球上每年約發(fā)生500多萬(wàn)次地震，即每天要發(fā)生上萬(wàn)次的地震。其中絕大多數太小或太遠，以至于人們感覺(jué)不到。
2011年，日本東北海岸發(fā)生里氏9.0級地震，引發(fā)大規模海嘯，造成1.5萬(wàn)多人死亡。
自1900年有記錄以來(lái)，日本東北地震被認為是全球第四大地震，其全球影響仍在研究之中。美國國家航空航天局(NASA)在2011年的報告中稱(chēng)，自那以后，科學(xué)家們估計，地震將日本主島向東推了2.4米，將地軸向外推了25厘米，并將白天縮短了百萬(wàn)分之一秒。但是對于奧地利因斯布魯克大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家Arata Kioka來(lái)說(shuō)，地震最有趣和神秘的影響是衛星無(wú)法觀(guān)測到的，因為它們只能在地球海洋最深處進(jìn)行測量。
在近日的一項研究中，Kioka和他的同事們參觀(guān)了日本海溝，一個(gè)太平洋俯沖處，超過(guò)8000米的最深點(diǎn),以確定有多少有機物被傾倒的歷史性。答案是:很多。研究小組發(fā)現，在日本東北部地震和隨后的余震發(fā)生后，大約有100萬(wàn)噸的碳被傾倒在溝渠中。這遠遠超出了科學(xué)家們的預料。
我們知道，地震造成的大量碳遷移在全球碳循環(huán)中扮演著(zhù)關(guān)鍵角色。全球碳循環(huán)是指碳在大氣、海洋和地球上所有生物中緩慢、自然的循環(huán)過(guò)程。但是，Kioka說(shuō)，關(guān)于這個(gè)主題的研究一直缺乏。
部分原因可能是因為它涉及到地球上最深的地方。日本海溝是冥府地帶(以希臘地獄之神哈迪斯的名字命名)的一部分，其中包括潛藏在海底6公里以下的地方。但是海底深處只占整個(gè)海底表面積的2%。它的探索可能比月球或火星還要少。
在一些國際科學(xué)機構資助的一系列任務(wù)中，Kioka和他的同事在2012年到2016年間六次在日本海溝巡航。在這些航行中，研究小組使用了兩種不同的聲納系統，繪制了一幅海溝深度的高分辨率地圖。這使得他們能夠估計隨著(zhù)時(shí)間的推移，有多少新的沉淀物被添加到壕溝的地板上。
為了了解這些沉積物的化學(xué)成分自2011年地震以來(lái)發(fā)生了怎樣的變化，研究小組從地溝底部挖出了幾個(gè)長(cháng)長(cháng)的沉積物巖心。這些巖心長(cháng)達32英尺(10米)，每一個(gè)都像是地質(zhì)層蛋糕，展示了來(lái)自陸地和海洋的各種各樣的物質(zhì)是如何堆積在海溝底部的。
Kioka說(shuō)，2011年，有幾米深的沉淀物被傾倒到溝渠中。當研究小組在德國的一個(gè)實(shí)驗室分析這些沉積物樣本時(shí)，他們能夠計算出每個(gè)巖心的碳含量。他們估計，整個(gè)溝渠所增加的碳總量高達100萬(wàn)噸，碳的數量超乎科學(xué)家的預料。
相比之下，喜馬拉雅山每年通過(guò)恒河-雅魯藏布江向海洋輸送的碳約為400萬(wàn)噸。其中四分之一的碳最終會(huì )在日本海溝中消失，而僅僅一次地震就凸顯了地震在全球碳循環(huán)中所蘊含的神秘力量。
確切地說(shuō)，向地球最深處傾倒的碳是如何進(jìn)入更廣泛的循環(huán)的還不確定。然而，Kioka說(shuō)，像日本海溝這樣的俯沖帶可能會(huì )讓碳沉積物以相對較快的速度進(jìn)入地球內部，在那里，它們最終會(huì )在火山爆發(fā)時(shí)以二氧化碳的形式釋放到大氣中，不過(guò)這一切還需要進(jìn)一步的研究，科學(xué)家計劃于2020年進(jìn)行的從地溝中收集更長(cháng)的巖芯樣本的探險，將會(huì )填補數百年或數千年前的一些歷史細節。
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