Un equipo internacional dirigido por el geólogo Michael Strasser ha utilizado métodos novedosos para analizar los depósitos de sedimentos en la Fosa de Japón con el fin de obtener nuevos conocimientos sobre el ciclo del carbono.

En un artículo publicado recientemente en Comunicaciones de la naturaleza , El geólogo Michael Strasser presentó los hallazgos iniciales de una expedición de investigación de un mes frente a las costas de Japón. La iniciativa de investigación había sido organizada en marzo de 2012 por MARUM - Centro de Ciencias Ambientales Marinas. Strasser, quien hasta 2015 fue profesor asistente de dinámica de sedimentos en ETH Zurich y ahora es profesor titular de geología de sedimentos en la Universidad de Innsbruck, llevó a un equipo internacional allí para estudiar los procesos dinámicos de removilización de sedimentos desencadenados por la actividad sísmica.

A una profundidad de 7, 542 metros bajo el nivel del mar, el equipo tomó una muestra principal de la trinchera de Japón, una fosa oceánica de 800 km de largo en la parte noroeste del Océano Pacífico. La zanja, que es sísmicamente activo, fue el epicentro del terremoto de Tohoku en 2011, que llegó a los titulares cuando provocó el colapso nuclear en Fukushima. Estos terremotos arrastran enormes cantidades de materia orgánica de los bajíos a aguas más profundas. Por lo tanto, las capas de sedimento resultantes se pueden utilizar más tarde para recopilar información sobre la historia de los terremotos y el ciclo del carbono en las profundidades del océano.

Nuevos métodos de citas en las profundidades del océano

El estudio actual proporcionó a los investigadores un gran avance. Analizaron los sedimentos ricos en carbono mediante la datación por radiocarbono. Este método, que mide la cantidad de carbono orgánico y de carbono radiactivo (14C) en compuestos mineralizados, ha sido durante mucho tiempo un medio para determinar la edad de las capas de sedimentos individuales. Hasta ahora, sin embargo, no ha sido posible analizar muestras de más de 5, 000 metros por debajo de la superficie, porque los compuestos mineralizados se disuelven bajo una mayor presión de agua.

Strasser y su equipo, por tanto, tuvieron que utilizar nuevos métodos para su análisis. Uno de ellos fue lo que se conoce como el método de radiocarbono de gas en línea, desarrollado por el estudiante de doctorado de ETH Rui Bao y el Grupo de Biogeociencia en ETH Zurich. Esto aumenta enormemente la eficiencia, ya que se necesita una sola muestra de núcleo para realizar más de cien mediciones de la edad del 14C directamente sobre la materia orgánica contenida en el sedimento.

Además, los investigadores aplicaron el método de medición Ramped PyrOx (pirólisis) por primera vez en la datación de las capas de sedimentos del océano profundo. Esto se hizo en cooperación con el Instituto Oceanográfico Woods Hole (EE. UU.), que desarrolló el método. El proceso implica quemar materia orgánica a diferentes temperaturas. Debido a que la materia orgánica más antigua contiene enlaces químicos más fuertes, requiere temperaturas más altas para quemar. Lo que hace que este método sea novedoso es que la variación de edad relativa de las fracciones de temperatura individuales entre dos muestras distingue con mucha precisión la diferencia de edad entre los niveles de sedimentos en las profundidades del mar.

Fechar terremotos para aumentar la precisión del pronóstico

Gracias a estos dos métodos innovadores, los investigadores pudieron determinar la edad relativa de la materia orgánica en capas de sedimentos individuales con un alto grado de precisión. La muestra central que analizaron contenía materia orgánica más antigua en tres lugares, así como mayores tasas de exportación de carbono a las profundidades del océano. Estos lugares corresponden a tres eventos sísmicos históricamente documentados pero hasta ahora fechados de manera imprecisa en la Fosa de Japón:el terremoto de Tohoku en 2011, un terremoto sin nombre en 1454, y el terremoto de Sanriku en 869.

En este momento, Strasser está trabajando en un mapa geológico a gran escala del origen y la frecuencia de los sedimentos en las fosas oceánicas profundas. Para hacerlo Él está analizando múltiples muestras de núcleos tomadas durante una expedición de seguimiento a la Fosa de Japón en 2016. "La identificación y datación de depósitos de sedimentos provocados tectónicamente también es importante para los pronósticos futuros sobre la probabilidad de terremotos, "Dice Strasser." Con nuestros nuevos métodos, podemos predecir la recurrencia de terremotos con mucha más precisión ".