Nog niet eerder zijn er voor wetenschappelijke doeleinden in zulke diepe wateren sedimenten verzameld.

Onderzoekers hebben in de Japantrog sedimenten bovengehaald die tot voor kort schuilgingen onder 8023 meter water. Ze hopen dat de sedimenten meer inzicht kunnen geven in aardbevingen die het gebied in het verleden heeft doorgemaakt.

Record
Met het verzamelen van de sedimenten hebben de onderzoekers een 43 jaar oud record van de troon gestoten. Dat record werd neergezet door het boorschip Glomar Challenger. Het schip voer meer dan vier decennia geleden naar de Marianentrog en haalde een 15,5 meter lange sedimentkern boven die tot voor kort onder 7034 meter water verborgen zat.

Maar nu hebben wetenschappers dus op nog veel grotere diepte geboord. En daarbij hebben ze ook nog eens een veel langere boorkern bovengehaald. Met een boorkern van 37,74 meter hebben de onderzoekers dan ook een tweede record te pakken. Nog niet eerder is er op zo’n grote waterdiepte voor wetenschappelijke doeleinden zo diep geboord.

Boortechniek
Het nieuwe record werd zoals gezegd gevestigd in de Japantrog. Waar onderzoekers vaak gebruik maken van een enorme pijp die vanaf het schip in de oceaanbodem wordt geboord, werd voor deze expeditie een ander systeem ingezet. “Een Giant Piston Coring (GPC) Device,” zo vertelt onderzoeker Michael Strasser aan Scientias.nl. De onderzoekers lieten het apparaat vanaf het schip aan een kilometerslange kabel naar beneden zakken. Omdat de Japantrog heel diep is, duurde het maar liefst 2 uur en 40 minuten om het apparaat net boven de zeebodem te positioneren. Vervolgens werd het Giant Piston Coring Device ingezet om de onderliggende sedimenten te bemonsteren. Met succes: er werd een meer dan 37 meter lange boorkern boven gehaald.

Uitdagingen
Het klinkt allemaal misschien vrij gemakkelijk, maar dat was het zeker niet, zo vertelt Strasser. “Om dit alles te kunnen doen, heb je allereerst een schip nodig dat uitgerust is met krachtige lieren en lange kabels die nodig zijn om het apparaat naar de oceaanbodem te brengen en de verzamelde sedimenten weer boven te halen. Daarnaast is het een uitdaging om het apparaat op zo’n grote waterdiepte te positioneren.” Met een gloednieuw onderzoeksschip, uitgerust met die sterke lieren en kabels en de inzet van akoestische transponders konden beide uitdagingen het hoofd worden geboden. “De transponders (op het Giant Piston Coring Device, red.) sturen akoestische signalen uit die door ontvangers op het schip worden opgepikt, waarna middels een driehoeksmeting de positie van het Giant Piston Coring Device vrij nauwkeurig kan worden bepaald.” Eenmaal onderweg deed zich echter nog een derde uitdaging voor. “Tijdens de expeditie leerden we dat de krachtige stromingen aan het oppervlak dit jaar ook een uitdaging vormden, omdat ze de positionering en veilige inzet van het boorapparaat heel uitdagend en soms zelfs ronduit onmogelijk maakten.”

Bevingen
Maar het is uiteindelijk dus toch gelukt. Gehoopt wordt dat de sedimenten – verzameld op geringe afstand van het epicentrum van de beruchte zeebeving die Japan in 2011 trof – meer inzicht kunnen geven in de bevingen die het gebied in het verleden heeft doorgemaakt. Deze bevingen doen namelijk ook de zeebodem schudden en laten zo hun sporen na in de sedimenten. “Het is eigenlijk alsof het sedimentaire archief een ultradiepe seismograaf is die grote bevingen in de afgelopen duizenden jaren geregistreerd heeft,” vertelt Strasser. “De meest recente grote zeebeving (2011) en oudere zware bevingen die in de Japanse geschreven geschiedenis zijn opgenomen stellen ons in staat om deze ‘natuurlijke seismograaf’ te kalibreren.” En als dat eenmaal is gelukt, kunnen de sedimenten ook gebruikt worden om een beter beeld te krijgen van nog oudere, prehistorische (en dus niet beschreven) bevingen. “Onze resultaten kunnen een fascinerend archief voortbrengen dat wel 10 tot 100 keer verder teruggaat dan de huidige informatie over bevingen,” denkt Strasser. Het kan meer inzicht geven in hoe vaak zware bevingen optreden en welke gevolgen ze (kunnen) hebben.

Diep
Maar daarvoor moeten de onderzoekers dus diep gaan. Letterlijk. “Grote bevingen vinden plaats aan de plaatgrenzen: op de plekken waar oceaanplaten onder de continentale platen duiken. Doordat de oceaanplaten daar naar beneden afbuigen, ontstaan op deze plaatgrenzen troggen. Dit zijn de diepste plekken op onze planeet. Om de geschiedenis van zware bevingen en processen langs die ultradiepe plaatgrenzen beter te begrijpen moeten we de sedimenten in dit ultradiepe water bemonsteren.”

Met de bemonstering van sedimenten in de Japantrog zijn onderzoekers al diep gegaan. Maar Strasser verwacht nog wel wat dieper te kunnen. Niet in de Japantrog; daar is het diepste punt nu al bemonsterd. “Maar er zijn andere oceaantroggen die nog dieper zijn, zoals de Marianentrog.” En ook daar zouden sedimenten verzameld kunnen worden. “De nieuwste onderzoeksschepen zijn voorzien van lieren met daarop zo’n 12 kilometer aan kabel, dus toekomstige expedities zullen hun pijlen hopelijk richten op andere, nog diepere oceaantroggen.”