2011 ropade en jordbävning med en storlek på 9,0 till livet utanför Tohoku, Japans kust, som utlöste en massiv tsunami och dödade mer än 15 000 människor.
De globala effekterna av jordbävningen i Tohoku - som nu betraktas som den fjärde mäktigaste sedan inspelningen började 1900 - studeras fortfarande. Forskare har sedan uppskattat att jordbävningen sköt Japans huvudön 2,4 meter österut, slog jorden så mycket som 25 cm från sin axel och förkortat dagen med några miljoner sekund, NASA rapporterade 2011. Men för Arata Kioka, en geolog vid universitetet i Innsbruck i Österrike, kan de mest intressanta och mystiska effekterna av jordbävningen inte ses med en satellit; de kan bara mätas i de djupaste chasmerna av jordens hav.
I en ny studie som publicerades 7 februari i tidskriften Scientific Reports besökte Kioka och hans kollegor Japan Trench - en subduktionszon (där en tektonisk platta dyker under en annan) i Stilla havet som kastar mer än 26 000 fot (8 000 m) vid dess djupaste punkt - att bestämma hur mycket organiskt ämne som har dumpats där av den historiska skapandet. Svaret: Mycket. Teamet fann att ungefär ett teragram - eller 1 miljon ton - kol hade dumpats i diket efter jordbävningen i Tohoku och efterföljande efterskockor.
"Detta var mycket mer än vi väntade oss", berättade Kioka för Live Science.
Jordens djupaste platser
Den enorma mängden kol som flyttas av jordbävningar kan spela en nyckelroll i den globala kolcykeln - de långsamma, naturliga processer genom vilka kol går genom atmosfären, havet och allt levande på jorden. Men, sade Kioka, forskning om detta ämne har saknats.
En del av det kan bero på att det handlar om att besöka de djupaste platserna på jorden. Japan-diken är en del av Hadal-zonen (uppkallad efter Hades, den grekiska guden i underjorden), som inkluderar platser som lurar mer än 3,7 mil (6 kilometer) under havets yta.
"Hadalszonen upptar bara 2 procent av havets bottenyta," berättade Kioka för Live Science. "Det är förmodligen mindre utforskat än till och med månen eller Mars."
På en serie uppdrag som finansierades av flera internationella vetenskapsinstitutioner, kryssade Kioka och hans kollegor sex gånger över den japanska gränsen mellan 2012 och 2016. Under dessa kryssningar använde teamet två olika sonarsystem för att skapa en högupplöst karta över djupet i diken. Detta gjorde det möjligt för dem att uppskatta hur mycket nytt sediment som hade lagts till i dike golvet över tid.
För att se hur det kemiska innehållet i det sedimentet hade förändrats sedan jordbävningen 2011, grävde teamet upp flera långa sedimentkärnor från botten av diket. Mätningen upp till 10 meter lång, var och en av dessa kärnor fungerade som ett slags geologiskt lager kaka som visade hur diverse bitar av material från land och hav staplade på botten av diket.
Kioka sa att flera meter sediment hade dumpats i skytten. När teamet analyserade dessa sedimentprover vid ett labb i Tyskland kunde de beräkna mängden kol i varje kärna. De uppskattade att den totala mängden kol som tillsattes över hela diket var upp till en miljon ton.
Det är mycket kol. Som jämförelse levereras cirka 4 miljoner ton kol årligen till havet från Himalaya-bergen via floderna Ganges-Brahmaputra, skrev Kioka och hans kollegor i sin studie. För en fjärdedel av det beloppet som hamnar i Japan-diken efter en enda seismisk händelse understryker de mystiska kraftbävningarna i den globala koldioxidcykeln.
Hur exakt kol som dumpades i jordens djupaste platser är siffror i den bredare cykeln fortfarande osäker. Emellertid, sade Kioka, kan subduktionszoner som Japan Trench ge kolsediment en relativt snabb väg in i jordens inre, där de så småningom kan släppas ut i atmosfären som koldioxid under vulkanutbrott. Ytterligare forskning behövs, och en planerad 2020-expedition för att samla ännu längre kärnprover från diket kan fylla i några historiska detaljer som går tillbaka hundratals eller tusentals år tillbaka.
