West Mato vulkan utbrott i 2009. National Oceanic and Atmospheric Administration
den stora majoriteten av jordens vulkanism sker under vattnet i de djupa oceanerna. Ubåtsvulkaner ansågs dock under lång tid vara mindre anmärkningsvärda än de på land. Medan terrestriska vulkaner ofta producerar spektakulära utbrott och sprider vulkanisk aska i miljön, trodde man att djupa Marina utbrott endast producerade långsamma lavaflöden och därför hade liten konsekvens utanför akademisk intrig.
det vill säga tills ett team av forskare från University of Leeds bestämde att dessa vulkanutbrott under vattnet, som förekommer djupt i havet, släpper ut stora mängder kraftfull energi (~1016 – 1017 J) i en takt som är tillräckligt hög för att driva hela USA.
data, som samlats in av fjärrstyrda djuphavsfordon utplacerade i nordöstra Stilla havet, har avslöjat en koppling mellan hur aska sprids under ubåtutbrott och skapandet av stora och kraftfulla kolonner av uppvärmt vatten som stiger upp från havsbotten, känd som megaplumes.
”majoriteten av jordens vulkaniska aktivitet sker under vattnet, mestadels på djup av flera kilometer i djuphavet, men i motsats till terrestriska vulkaner är det till och med att upptäcka att ett utbrott har inträffat på havsbotten extremt utmanande”, säger David Ferguson, en av studiens författare. ”Följaktligen finns det fortfarande mycket för forskare att lära sig om ubåtvolkanism och dess effekter på den marina miljön.”
trots den uppenbara kopplingen till aktiv vulkanism förblir mekanismen genom vilken megaplumes bildas okänd och att förstå denna process är utmanande eftersom få observationer av aktiva djupa Marina utbrott finns, enligt författarna.
när megaplumes har bildats verkar de på samma sätt som vulkaniska plymer på land och bär varmt, kemiskt rikt vatten och vulkanisk aska utåt från vulkanen. Med hjälp av en nyutvecklad matematisk modell använde de två forskarna historiska undervattensutbrottsmönster för att rekonstruera dynamiken i hur megaplumes skulle ha utvisats och spridit sig till det omgivande havsbotten. Från detta kunde de sedan beräkna den energihastighet som krävs för att bära aska till de observerade avstånden, vilket visade sig vara ganska dramatiskt: deras beräkningar indikerar att volymen vatten som krävs för att generera dessa enorma plymer måste motsvara fyrtio miljoner simbassänger i olympisk storlek.
dessa fynd tyder på att den energi som krävs för att generera dessa megaplumes är extremt hög och snabb och kunde inte ha levererats av utbruten lava ensam. Istället drar forskningen slutsatsen att vulkanutbrott i ubåtar leder till snabb tömning av reservoarer av heta vätskor i jordskorpan. När magman tvingar sig uppåt mot havsbotten driver den denna heta vätska med den.
nästa steg kommer att vara att samla verkliga data för att stödja denna teori. ”Att observera en ubåtutbrott personligen är fortfarande extremt svårt men utvecklingen av instrument baserade på havsbotten innebär att data kan strömmas live när aktiviteten inträffar”, säger Ferguson. ”Ansträngningar som dessa, i samförstånd med fortsatt kartläggning och provtagning av havsbotten betyder att våra oceaners vulkaniska karaktär långsamt avslöjas.”
med den ständigt växande efterfrågan på att byta till mer hållbara energikällor kan kreativa lösningar, som detta, vara vägen framåt, men hur denna kraft kan fångas och omvandlas till meningsfull energi förblir en utmaning för framtida studier-men om vi har lärt oss någonting under det senaste året är det att inte underskatta forskarnas innovativa förmåga.