Jordens största enskilda vulkan ligger djupt begravd under Stilla havet

Tusentals meter under havsytan gömmer sig en struktur som fullständigt utmanar vår förståelse av vulkaner på jorden. Där kartor länge endast visade ofarliga kullar på havsbotten, avslöjar verkligheten något helt annat: Här vilar en enorm supervulkan — större än allt geologer hittills känt till på vår planet.

I norra Stilla havet, cirka 1 600 kilometer öster om Japan, sträcker sig det så kallade Tamu-massivet över havsbotten. I åratal betraktade experter detta område vid Shatsky-ryggen som tre separata undersöiska berg. Det var först en kombination av nya mätdata och grundlig analysarbete som förändrade bilden fullständigt.

Tre berg visade sig vara ett

Med hjälp av seismiska reflektionsmätningar — enkelt uttryckt ljudvågor som skickas ner i undergrunden och fångas upp igen — kunde forskarna dokumentera att lavaströmmarna löper genom samtliga dessa ”kullar”. Det handlar alltså inte om tre åtskilda strukturer, utan om en sammanhängande vulkanisk formation.

Tamu-massivet täcker cirka 310 000 kvadratkilometer — en yta stor som en större amerikansk delstat och mer än femtio gånger större än Mauna Loa på Hawaii.

För forskningen är detta en sann sensation. Hittills har man nämligen ansett sådana vidsträckta havsplatåer vara resultatet av många små utbrott på olika platser. Nu har möjligheten öppnats för att en enda gigantisk vulkan kan forma en hel sektion av havsbotten.

En vulkan helt utan den klassiska vulkanformen

Föreställer du dig en vulkan med branta sidor, kratrar och dramatiska klippbranter, är det fel bild här. Tamu-massivet är extremt platt byggt. Lutningarna är så mjuka att en människa knappt skulle märka åt vilket håll det går nedåt — om det inte vore kolsvart och iskallt där nere.

Siffrorna illustrerar de imponerande dimensionerna:

Toppunkt: omkring 2 000 meter under havsytan
Bas: ner till djup på cirka 6 500 meter
Utsträckning: cirka 120 000 kvadratmil, motsvarande omkring 310 000 kvadratkilometer
Ålder: cirka 145 miljoner år

Geologiskt sett handlar det om en gigantisk sköldstruktur. Det betyder att istället för kraftiga, explosiva utbrott flöt tunnflytande lava över mycket långa avstånd från centrum och utåt. Lager för lager uppstod därmed en bred, avplattad ”sköld” som idag närmast påminner om en enorm, svagt välvd platta.

Större än Mauna Loa — och i samma liga som Olympus Mons

För att förstå omfattningen hjälper det att jämföra med kända vulkaner:

Tamu-massivet — Stilla havet, Shatsky-ryggen — cirka 310 000 km² — jordens största kända enskilda vulkan
Mauna Loa — Hawaii — cirka 5 200 km² — jordens största aktiva vulkan
Olympus Mons — Mars — cirka 300 000 km² — solsystemets största vulkan

Tamu-massivet befinner sig därmed nästan i samma storleksklass som Olympus Mons på Mars, som hittills varit måttstocken för vulkaniska jättar. För geovetenskapen är denna jämförelse mer än bara en spektakulär bild — den visar att jorden under särskilda förhållanden kan skapa strukturer man annars skulle förvänta sig att finna på andra planeter.

En kortlivad jätte i jordens historia

Forskarna daterar vulkanen till en ålder av cirka 145 miljoner år — den stammar alltså från den tidiga kritperioden. Enligt geologiska mått är det ett mycket tidigt kapitel i vår nuvarande havsbottens historia. Det fascinerande är att Tamu-massivet sannolikt endast var aktivt under en relativt kort period.

Tydligen trängde en enorm mängd magma då upp från jordens mantel. Under bara några få miljoner år byggde denna gigantiska vulkan upp sig — och slocknade sedan igen. Idag betraktas den som inaktiv, magmakammaren har svalnat, och seismisk aktivitet samt värmeutveckling är förhållandevis begränsad.

Sådana ”frusna” jättar ger forskarna ovärderliga insikter i hur jordens mantel fungerar, och varför vissa regioner plötsligt för enorma mängder magma till ytan.

Vad upptäckten betyder för vår förståelse av havsbotten

Oceaniska platåer har länge betraktats som diffusa formationer — stora, upphöjda havsbottenregioner uppkomna från många vulkancenter med långvarig lavatillförsel. Tamu-massivet öppnar nu för en annan möjlighet: Ett enda, extremt produktivt vulkansystem kan uppnå samma effekt.

Det väcker ett antal nya frågor:

Hur ofta har sådana supervulkaner format havsbotten genom jordens historia?
Vilken roll spelade de för klimatet och havets kemi, när enorma mängder lava nådde vattnet?
Finns det ytterligare feltolkade ”platåer” som i verkligheten är enskilda vulkaner?

Just den sista punkten sysselsätter geofysikerna. Haven är dåligt kartlagda, och många strukturer känner man endast i grova drag. Om ett sådant misstag var möjligt i ett relativt välundersökt område som Shatsky-ryggen, väntar andra regioner sannolikt med ännu fler överraskningar.

Varför undersöiska jättar också är relevanta för oss på land

Upptäckten förblir inte inom grundforskningens elfenbenstorn — den har mycket konkreta kopplingar till frågor som sysselsätter oss idag.

Stora släckta vulkaner hjälper forskarna att testa modeller för extrema utbrottshändelser. Sådana utbrott kan frigöra enorma mängder koldioxid och svavelföreningar och därmed påverka klimat och havsekosystem massivt. Geologer jämför idag gamla lavalager med spår i bergarter som pekar på temperaturfall eller syrebrist i haven.

Dessutom är sådana strukturer intressanta för råstofforskningen. I närheten av stelnad magma bildas ofta avlagringar av vissa metaller. Vid Tamu-massivet är visserligen all ekonomisk exploatering avlägsen framtidsmusik på grund av de enorma djupen, men de grundläggande geologiska processerna liknar dem i mer grunda regioner.

Hur forskare kan ”se” under havet

Många frågar sig själva: Hur vet de allt detta, när ingen dyker ner dit? Svaret ligger i en kombination av mätmetoder.

Seismisk reflektionsmätning: Ett forskningsfartyg skickar ljudvågor ner i undergrunden. Från ekona skapas en lagerbild av havsbotten, liknande en ultraljudsbild.
Gravitationsdata: Gigantiska strukturer som en vulkan ändrar jordens gravitationsfält minimalt. Satelliter registrerar dessa skillnader.
Magnetiska mätningar: Stelnad lava gömmer information om magnetfältet vid den tidpunkt det svalnade. Därmed kan ålder och strömningsriktningar rekonstrueras.

Utifrån alla dessa pusselbitar tecknar sig en alltmer klar bild. Att Tamu-massivet erkändes som en enskild vulkan beror just på denna kombination: Sammanhängande lavaströmmar, ett gemensamt uppbyggnadscenter och sammanhängande inre strukturer talar ett otvetydigt språk.

Vad en sköldvulkan egentligen är — och varför den förblir så platt

Begreppet sköldvulkan förekommer ofta i samband med Hawaii. Det gäller också för Tamu-massivet, fast i XXL-format. Mekanismen är ganska åskådlig: Tunnflytande, basisk lava rör sig lätt och långt. Istället för att bygga upp stora koner fördelar den sig över enorma ytor.

Vid mer segflytande lava, som hos många vulkantyper i Alperna eller i södra Italien, staplas utbrott på varandra och bildar en brant kon. Vid Tamu-massivet däremot strömmade lavalagren tiotusentals gånger över varandra, varje gång över många kilometer, och bildade lager som tillsammans skapar en mjuk bula.

Sådana processer visar hur avgörande magmans kemiska sammansättning är för att forma landskap — även där vi aldrig själva kommer att få se dem, djupt under havet.