Uma equipe internacional liderada pelo geólogo Michael Strasser usou novos métodos para analisar depósitos de sedimentos na Fossa do Japão, a fim de obter novos insights sobre o ciclo do carbono.

Em um artigo publicado recentemente em Nature Communications , o geólogo Michael Strasser apresentou as descobertas iniciais de uma expedição de pesquisa de um mês na costa do Japão. A iniciativa de pesquisa foi organizada em março de 2012 pelo MARUM - Centro de Ciências Ambientais Marinhas. Strasser, que até 2015 era Professor Assistente de Dinâmica de Sedimentos na ETH Zurique e agora é Professor Titular de Geologia de Sedimentos na Universidade de Innsbruck, levou uma equipe internacional para estudar os processos dinâmicos de remobilização de sedimentos desencadeados por atividade sísmica.

A uma profundidade de 7, 542 metros abaixo do nível do mar, a equipe pegou uma amostra básica da Trincheira do Japão, uma trincheira oceânica de 800 km de comprimento na parte noroeste do Oceano Pacífico. A trincheira, que é sismicamente ativo, foi o epicentro do terremoto Tohoku em 2011, que ganhou as manchetes quando causou o derretimento nuclear em Fukushima. Esses terremotos lavam enormes quantidades de matéria orgânica de águas rasas para águas mais profundas. As camadas de sedimentos resultantes podem, portanto, ser usadas posteriormente para coletar informações sobre a história dos terremotos e o ciclo do carbono nas profundezas do oceano.

Novos métodos de datação no fundo do oceano

O estudo atual proporcionou aos pesquisadores um grande avanço. Eles analisaram os sedimentos ricos em carbono usando datação por radiocarbono. Este método - medir a quantidade de carbono orgânico, bem como carbono radioativo (14C) em compostos mineralizados - tem sido um meio de determinar a idade de camadas individuais de sedimentos. Até agora, Contudo, não foi possível analisar amostras de mais de 5, 000 metros abaixo da superfície, porque os compostos mineralizados se dissolvem sob o aumento da pressão da água.

Strasser e sua equipe, portanto, tiveram que usar novos métodos para sua análise. Um deles era o que é conhecido como método de radiocarbono de gás online, desenvolvido pelo aluno de doutorado da ETH Rui Bao e pelo Grupo de Biogeociência da ETH Zurique. Isso aumenta muito a eficiência, uma vez que leva apenas uma única amostra de núcleo para fazer mais de cem medições de idade 14C diretamente na matéria orgânica contida no sedimento.

Além disso, os pesquisadores aplicaram o método de medição Ramped PyrOx (pirólise) pela primeira vez na datação de camadas de sedimentos do oceano profundo. Isso foi feito em cooperação com o Woods Hole Oceanographic Institute (U.S.), que desenvolveu o método. O processo envolve a queima de matéria orgânica em diferentes temperaturas. Como a matéria orgânica mais antiga contém ligações químicas mais fortes, requer temperaturas mais altas para queimar. O que torna este método novo é que a variação de idade relativa das frações de temperatura individuais entre duas amostras distingue com muita precisão a diferença de idade entre os níveis de sedimentos no mar profundo.

Datando terremotos para aumentar a precisão das previsões

Graças a esses dois métodos inovadores, os pesquisadores puderam determinar a idade relativa da matéria orgânica em camadas individuais de sedimentos com alto grau de precisão. A amostra central que testaram continha matéria orgânica mais antiga em três lugares, bem como taxas mais altas de exportação de carbono para o oceano profundo. Esses lugares correspondem a três eventos sísmicos historicamente documentados, mas até então com data imprecisa, na trincheira do Japão:o terremoto Tohoku em 2011, um terremoto sem nome em 1454, e o terremoto Sanriku em 869.

No momento, Strasser está trabalhando em um mapa geológico em grande escala da origem e frequência de sedimentos em fossas oceânicas profundas. Para fazer isso, ele está analisando várias amostras de núcleo retiradas durante uma expedição de acompanhamento à Fossa do Japão em 2016. "A identificação e datação de depósitos de sedimentos acionados tectonicamente também são importantes para as previsões futuras sobre a probabilidade de terremotos, "Strasser diz." Com nossos novos métodos, podemos prever a recorrência de terremotos com muito mais precisão. "