Der Vulkan West Mato brach 2009 aus. Bildnachweis: die National Oceanic and Atmospheric Administration
Die überwiegende Mehrheit des Vulkanismus der Erde findet unter Wasser in den tiefen Ozeanen statt. Unterseeische Vulkane galten jedoch lange Zeit als weniger bemerkenswert als an Land. Während terrestrische Vulkane oft spektakuläre Eruptionen erzeugen und Vulkanasche in die Umwelt verteilen, wurde angenommen, dass tiefe Meereseruptionen nur langsam bewegte Lavaströme erzeugten und daher außerhalb akademischer Intrigen von geringer Bedeutung waren.
Das heißt, bis ein Forscherteam der Universität von Leeds feststellte, dass diese Unterwasservulkanausbrüche, die tief im Ozean auftreten, große Mengen starker Energie (~ 1016 – 1017 J) mit einer Geschwindigkeit freisetzen hoch genug, um die gesamten Vereinigten Staaten mit Strom zu versorgen.
Die Daten, die von ferngesteuerten Tiefseefahrzeugen im Nordostpazifik gesammelt wurden, haben einen Zusammenhang zwischen der Art und Weise, wie Asche bei U-Boot-Eruptionen verteilt wird, und der Entstehung großer und mächtiger Säulen aus erhitztem Wasser, die vom Meeresboden aufsteigen, aufgedeckt Megaplumen.
„Der Großteil der vulkanischen Aktivität der Erde findet unter Wasser statt, meist in Tiefen von mehreren Kilometern in der Tiefsee, aber im Gegensatz zu terrestrischen Vulkanen ist es äußerst schwierig, selbst einen Ausbruch am Meeresboden zu erkennen“, sagte David Ferguson, einer der Autoren der Studie. „Folglich bleibt den Wissenschaftlern noch viel über den submarinen Vulkanismus und seine Auswirkungen auf die Meeresumwelt zu lernen.“
Trotz der offensichtlichen Verbindung mit aktivem Vulkanismus bleibt der Mechanismus, durch den sich Megaplumen bilden, unbekannt, und das Verständnis dieses Prozesses ist eine Herausforderung, da laut den Autoren nur wenige Beobachtungen aktiver tiefer Meereseruptionen existieren.
Einmal gebildet, wirken Megaplumes wie vulkanische Federn an Land und tragen heißes, chemisches Wasser und Vulkanasche aus dem Vulkan nach außen. Mit einem neu entwickelten mathematischen Modell rekonstruierten die beiden Forscher anhand historischer Aschemuster von Unterwasserausbrüchen die Dynamik, wie die Megaplumes ausgestoßen und auf den umgebenden Meeresboden ausgebreitet worden wären. Daraus konnten sie dann die Energierate berechnen, die erforderlich ist, um Asche zu den beobachteten Entfernungen zu transportieren, was sich als ziemlich dramatisch herausstellte: Ihre Berechnungen zeigen, dass die Wassermenge, die zur Erzeugung dieser enormen Federn benötigt wird, vierzig Millionen olympischen Schwimmbädern entsprechen müsste.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die zur Erzeugung dieser Megaplumen erforderliche Energie extrem hoch und schnell ist und nicht allein durch ausgebrochene Lava geliefert werden konnte. Stattdessen kommt die Forschung zu dem Schluss, dass U-Boot-Vulkanausbrüche zur schnellen Entleerung von Reservoirs heißer Flüssigkeiten in der Erdkruste führen. Während sich das Magma nach oben in Richtung Meeresboden drängt, treibt es diese heiße Flüssigkeit mit.
Die nächsten Schritte werden darin bestehen, reale Daten zu sammeln, um diese Theorie zu unterstützen. „Die Beobachtung eines U-Boot-Ausbruchs persönlich bleibt äußerst schwierig, aber die Entwicklung von Instrumenten, die auf dem Meeresboden basieren, bedeutet, dass Daten live gestreamt werden können, während die Aktivität stattfindet“, sagte Ferguson. „Bemühungen wie diese, zusammen mit der fortgesetzten Kartierung und Probenahme des Meeresbodens, bedeuten, dass der vulkanische Charakter unserer Ozeane langsam enthüllt wird.“
Angesichts der ständig wachsenden Nachfrage nach nachhaltigeren Energiequellen könnten kreative Lösungen wie diese der Weg in die Zukunft sein, obwohl die Frage, wie diese Kraft erfasst und in sinnvolle Energie umgewandelt werden kann, eine Herausforderung für zukünftige Studien bleibt – aber wenn wir im letzten Jahr etwas gelernt haben, dann die Innovationsfähigkeit der Wissenschaftler nicht zu unterschätzen.