Aardbevingen verstoren microben in meren door verandering in sediment en voedingsstoffen

Nieuw onderzoek onderzoekt de impact van aardbevingen op de geologie, chemie en biologie van meren, zoals het Cuopu-meer in de Himalaya.

Wanneer een aardbeving leidt tot een aardverschuiving, debietstroom of erosie, kan dit de samenstelling van nabijgelegen meren veranderen. Grotere sedimentdeeltjes worden geïntroduceerd, wat leidt tot een snellere sedimentopbouw en invloed heeft op de koolstofvastlegging. De sedimenten die zich ophopen op de bodem van het meer fungeren als een historisch archief, dat de biologische, fysieke en chemische veranderingen van het meer vastlegt en de impact op microben zoals diatomeeën (microscopisch glazen algen) documenteert. Er is echter nog weinig bekend over hoe plotselinge verstoringen door aardbevingen de ecosystemen van meren beïnvloeden.

Onderzoekers, geleid door Xue, bestudeerden de langetermijnveranderingen in het Cuopu-meer. In een straal van 200 kilometer rond het meer vonden tussen 1900 en 2017 maar liefst 63 aardbevingen plaats met een magnitude groter dan 5. De hoge ligging, het alpine klimaat en de lage menselijke activiteit rondom het meer maakten het tot een ideaal onderzoeksgebied om de microbiele en geochemische veranderingen door deze aardbevingen te onderzoeken.

In 2017 namen de onderzoekers een sedimentkern van 45 centimeter lang uit het midden van het Cuopu-meer, waar het water 14 meter diep was. Deze kern werd verdeeld in 41 monsters van één centimeter voor verdere analyse. De onderzoekers identificeerden de sporen van twee grote aardbevingen (magnitudes 7.09 en 7) die plaatsvonden tussen 1900 en 1923. Een van de markers was een toename van het zandgehalte op een diepte van 28 tot 35 centimeter, en een andere marker was een toename van de gemiddelde korrelgrootte op grotere diepten vergeleken met ondiepere niveaus.

De sedimentkern werd verdeeld in twee tijdsperioden: fase 1 omvatte de aardbevingen (1886–1917) en fase 2 de decennia na de bevingen (1923–2017). De onderzoekers merkten een scherpe afname op van de diatomeeënpopulaties na de aardbevingen, waarschijnlijk door de toegenomen sediment- en stikstofniveaus.

Tijdens fase 1 nam de diversiteit van diatomeeën tijdelijk toe, mogelijk door het laterale transport van sediment, voordat deze in fase 2 weer afnam. Bovendien daalden de bodembewonende soorten na de aardbevingen, terwijl de drijvende soorten zich juist verspreidden.

Op basis van de bevindingen uit het Cuopu-meer schatten de onderzoekers dat ongeveer 15.000 meren, of ongeveer 1,1% van de meren en 1,7% van het totale meeroppervlak wereldwijd, soortgelijke dramatische veranderingen hebben ondergaan na grote aardbevingen. Dit heeft invloed op de ecosysteembalansen zowel onder het wateroppervlak als in de omliggende landschappen.

Dit onderzoek is gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.