En vulkan större än många länder

Långt under Stilla havets yta gömmer sig en geologisk jätte, så platt och enorm att den i årtionden ansågs vara en oansenlig havsbottenplatå. Nu har sanningen kommit fram: Det som forskare länge trodde var flera separata berg visar sig vara en enda, väldig supervulkan. Den uppstod för cirka 145 miljoner år sedan och ligger tusentals meter under havsytan.

Tamu-massivet i centrum för ny forskning

Det centrala objektet i den nya studien är det så kallade Tamu-massivet, en gigantisk undervattensberg-formation i Stilla havet. Den ligger på Shatsky-ryggen, en avlägsen havsplatå cirka 1 600 kilometer öster om Japan. I åratal antog geologer att detta område bestod av flera åtskilda vulkaniska strukturer.

Precisa mätningar med seismisk reflektionsteknik avslöjade överraskningen: De strukturer man trodde var separata är sammanbundna genom sammanhängande lavaflöden. Hela formationen fungerar som en enda vulkan.

Tamu-massivet täcker cirka 120 000 kvadratmil — en yta på storleken av en medelstor amerikansk delstat. Ingen annan känd vulkan på jorden når en motsvarande grundyta.

Dimensionerna är det som gör fyndet så anmärkningsvärt. Hittills har Mauna Loa på Hawaii varit måttstocken för enorma vulkaner. Men den hawaiianska vulkanen täcker bara omkring 2 000 kvadratmil. Tamu-massivet är därmed cirka 60 gånger större.

Därför förblev jätten oupptäckt så länge

Svaret ligger i dess form. När de flesta tänker på en vulkan föreställer de sig en brant kon med en tydlig topp. Det är precis motsatsen som gäller för Tamu-massivet.

Platt sköld framför brant berg

Massivet är extremt platt uppbyggt. Sidorna stiger så långsamt att man stående på ytan knappt skulle märka vilken riktning som var nedåt. Denna form påminner om en gigantisk sköld — fackmän kallar det en sköldvulkan.

Vulkanens topp befinner sig cirka 6 500 fot (omkring 2 000 meter) under havsytan. Basen sträcker sig ner till djup på nästan 4 mil, motsvarande cirka 6,5 kilometer. Mellan dessa nivåer breder sig ett mjukt välvt landskap av stelnad lava ut.

Forskarna tillskriver denna struktur våldsamma lavaflöden som för miljoner år sedan spred sig jämnt i alla riktningar. Istället för flera mindre utbrott bildades en enda gigantisk sköldstruktur som nästan liknar en egen kontinent på havsbotten.

Ett utbrott från jordens inre för 145 miljoner år sedan

Tamu-massivet uppstod för cirka 145 miljoner år sedan, alltså under den tidiga kritperioden. Då såg jorden helt annorlunda ut: Dinosaurier behärskade kontinenterna, haven var varmare och kontinentalplattorna låg på andra positioner än idag.

Geologer bedömer att enorma mängder magma från jordens mantel trängde uppåt över en avgränsad tidsperiod. Dessa smältmassor stelnade lager för lager och byggde upp undervattenvulkanen tills den nådde sin nuvarande utsträckning. Därefter upphörde aktiviteten och Tamu-massivet betraktas idag som inaktivt.

Med varje ny datamängd tecknas en bild av en kort men extremt intensiv geologisk händelse som permanent har präglat havsbotten i denna region.

För forskningen ger det en viktig fingervisning om hur så kallade oceaniska platåer bildas — breda, tjocka skorpdelar på havsbotten som ligger som överdimensionerade öar i världshaven.

Jämförelse med en vulkanjätte på Mars

För att göra dimensionerna mer gripbara drar forskarna en jämförelse med en framträdande granne i solsystemet: Olympus Mons på Mars. Denna vulkan är den största kända vulkanen i hela solsystemet.

Ställer man kartorna sida vid sida framstår Tamu-massivet överraskande konkurrenskraftigt. Visserligen når Olympus Mons större höjder, men vad grundarealen beträffar befinner sig undervattensmassivet i en liknande storleksklass. För den jordiska vulkanologin är det en sensation.

Studien understryker att en så bred, platt enskild vulkan på jorden är enastående. Andra stora vulkanområden består typiskt av flera överlappande vulkancenter. Tamu-massivet fungerar däremot som ett sammanhållet system — en äkta enkelgigant.

Så kartlägger forskare den dolda vulkanen

Eftersom vulkanen ligger flera kilometer under vatten krävs specialutrustning för att kartlägga dess form. Klassiska flygfoton eller satellitbilder är inte alls tillräckliga här.

Seismiska data som nyckeln

Fartyg skickar ljudvågor ner i djupet. Dessa vågor reflekteras från de olika bergartslagren i undergrunden och mottagare vid vattenytan registrerar ekot. Utifrån dessa signaler rekonstruerar geofysiker en tredimensionell bild av undergrunden.

I Tamu-massivets fall visade det sig att enskilda lavalager utan avbrott sträcker sig från det ena området till det andra. Det som tidigare liknade tre separata höjningar visade sig vara en sammanhängande vulkanstruktur med en gemensam källa.

Placering: Under Stilla havet, öster om Japan
Typ: Undervattens sköldvulkan
Areal: Cirka 120 000 kvadratmil
Ålder: Cirka 145 miljoner år
Status: Inaktiv
Jämförelse: Större än Mauna Loa, jämförbar areal med Olympus Mons

Vad jättevulkanen avslöjar om jordens inre

Supervulkanen ger fingervisningar om hur kraftfulla magmaströmmar fungerar i jordens inre. Sådana händelser kan inte bara omforma havsbotten utan på längre sikt även påverka klimatet och havens kemiska sammansättning.

När stora mängder lava under kort tid strömmar upp från manteln frigör de exempelvis våldsamma mängder gaser. Dessa kan förändra atmosfären eller mobilisera näringsämnen i havet. För paleoklimatforskare är sådana storskaliga händelser därför ett viktigt verktyg för att förstå tidigare klimatsvängningar.

Tamu-massivet verkar som en frusen ögonblicksbild av en våldsam mantelstigningsprocess som ger oss insikt i processer som annars förblir dolda djupt inne i jordens inre.

Därför framstår stora undervattenvulkaner ofta ofarliga

Trots sin massiva storlek utgör Tamu-massivet efter allt att döma ingen direkt fara. Vulkanen är släckt för länge sedan, dess lava är fullständigt avsvalnad och det finns inga tecken på nya magmastigningar i området.

Det skapar en intressant kontrast: På land verkar höga, aktiva vulkaner hotfulla eftersom man kan se dem ryka eller bryta ut. Undervattens sköldvulkaner som detta massiv arbetar tyst och över stora ytor. Även i aktivt tillstånd kan de nog förorsaka lokala utbrott och jordbävningar, men många processer försiggår obemärkt för människor.

Aktuell forskning försöker kartlägga sådana strukturer bättre för att realistiskt kunna bedöma dolda faror — exempelvis i förhållande till tsunamier eller plötsliga förändringar av havsbotten som kan skada undervattensledningar eller infrastruktur.

Det bör alla veta om supervulkaner i havet

Beteckningen supervulkan skapar snabbt panik. Fackmän skiljer emellertid mellan olika typer: Supervulkaner på land som förknippas med massiva utbrott och globala askmoln fungerar annorlunda än mycket stora sköldvulkaner i havet.

Tamu-massivet handlar snarare om omfattning än om explosiv fara. Dess lava var sannolikt relativt tunnflytande och spred sig lugnt ut istället för att skjuta upp i luften. Det förklarar den breda, platta formen.

För att bättre förstå ämnet kan man komma ihåg tre stora vulkantyper:

Stratovulkaner: Branta, klassiska koner, ofta explosiva — t.ex. Etna.
Sköldvulkaner: Breda, platta former präglade av tunnflytande lava — t.ex. Mauna Loa.
Undervattens sköldvulkaner av denna storleksordning: Extremt stora i grundareal, som regel endast kartläggbara med specialutrustning — Tamu-massivet är ett exempel.

Insikterna från Stilla havet hjälper till att placera alla tre grupperna i ett större perspektiv. De visar nämligen vilken mångfald av vulkanformer vår planet har frambragt — och hur många av dem som fortfarande ligger dolda i mörkret.