En skjult kæmpe på havbunden
Dybt under havoverfladen, på et sted ingen nogensinde besøger, har geologer kortlagt en kolossal vulkansk struktur. Denne undersøiske gigant — kaldet Tamu Massif — viser sig ikke at være en samling af små vulkaner, men én enkelt enorm vulkan, der er cirka 145 millioner år gammel. Opdagelsen tvinger forskere til at gentænke, hvordan havbunden egentlig er blevet dannet.
Tre bakker, der viste sig at være ét enormt bjerg
Tamu Massif befinder sig i det såkaldte Shatsky Rise — en undersøisk højslette cirka 1.600 kilometer øst for Japan. I årevis så forskere tre separate bakker på kortene over havbunden. Ingen anede, at de i virkeligheden stod over for én samlet vulkansk konstruktion af hidtil uset størrelse.
Et hold ledet af geofysiker William Sager fra University of Houston kombinerede seismiske målinger med data fra tidligere ekspeditioner. Det gav dem mulighed for at rekonstruere undergrundets indre struktur i detaljer. Resultatet var overraskende klart: alle tre "bakker" delte sammenhængende lavastrømme og udgjorde tilsammen ét integreret system.
Hele strukturen fungerer som én vulkan med ét enkelt forsyningssystem — ikke som adskilte toppe, der tilfældigvis ligger ved siden af hinanden.
Ifølge analysen, offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Geoscience, dækker Tamu Massif et areal på cirka 120.000 kvadratmiles — svarende til over 300.000 kvadratkilometer. Det er større end både Italien og Norge tilsammen.
Ikke stejl og kegleformet — men bred og næsten flad
Forestillingen om en vulkan som en spids kegle med en rygende krater holder ikke her. Tamu Massif er ekstremt udbredt og bemærkelsesværdigt flad. Skråningerne falder så gradvist, at man næppe ville kunne mærke hældningen, hvis man stod på siden af den.
Toppen af vulkanen ligger omkring 2.000 meter under havoverfladen, mens den dybeste del af strukturen strækker sig ned til næsten 6,5 kilometers dybde. Den samlede højde fra base til top er sammenlignelig med store vulkaner på land — bare fuldstændig skjult under vand.
Forskerne mener, at denne form skyldes enorme lavastrømme, der over lang tid flød ud fra ét centralt punkt i alle retninger. I stedet for korte, eksplosive udbrud var der tale om tyktflydende lava, der bredte sig som et tæppe hen over havbunden.
- Toppen af vulkanen: cirka 2.000 meter under havoverfladen
- Basis: næsten 6.500 meters dybde
- Areal: omkring 300.000 km²
- Alder: cirka 145 millioner år
- Status: har ikke været aktiv i millioner af år
Større end alt andet vi kender på Jorden
Arealmæssigt er der ingen anden vulkan på Jorden, der kommer i nærheden. Til sammenligning dækker Mauna Loa på Hawaii — ofte omtalt som verdens største aktive vulkan — cirka 5.000 kvadratkilometer. Tamu Massif er altså adskillige gange større.
Kun uden for vores planet findes en reel rival. På Mars troner Olympus Mons, en ikonisk skjoldvulkan, der er en smule større end Tamu Massif. Sammenligningen med en marsvulkan understreger, hvor exceptionel denne undersøiske struktur virkelig er.
Tamu Massif befinder sig størrelsesmæssigt i en klasse for sig — et sted mellem de største jordiske vulkaner og de giganter, vi kender fra andre planeter.
Dateringer viser, at vulkanen opstod for ca. 145 millioner år siden i den sene Jura-periode, hvorefter den forholdsvis hurtigt gik i dvale. Det betyder, at en enorm mængde magma steg op fra den dybe jordkappe i en geologisk set relativt kort periode.
Hvad denne opdagelse betyder for videnskaben
Forskere har i mange år studeret såkaldte havplateauer — forhøjede dele af havbunden, der typisk forbindes med intens vulkansk aktivitet. Hidtil blev mange af disse plateauer betragtet som samlinger af mindre vulkaner. Tamu Massif viser, at én enkelt udbrudskilde — forsynet af ét magmakanalsystem — kan opbygge et sådant plateau på egen hånd.
Det har vidtrækkende konsekvenser for teorier om Jordens indre. Sådanne megaudbrud hænger sandsynligvis sammen med dybe opstigende plumer i mantelen — langstrakte søjler af glødende bjergarter, der gennemtrænger litosfæren. Hvis en enkelt plume kan skabe en så gigantisk vulkan, må energibalancen og varmeafgivelsen i Jordens indre genberegnes.
| Struktur | Placering | Areal (ca.) | Status |
|---|---|---|---|
| Tamu Massif | Stillehavet, øst for Japan | 300.000 km² | Inaktiv |
| Mauna Loa | Hawaii | 5.000 km² | Aktiv |
| Olympus Mons | Mars | ca. 300.000 km² | Sandsynligvis inaktiv |
En brik i klimaets og geologiens store puslespil
Store vulkanske provinser forbindes ofte med dramatiske klimaforandringer og masseuddøen. For Tamu Massifs vedkommende synes den forbindelse at være mindre direkte — vulkanen var aktiv i en geologisk periode uden kendte, pludselige uddødelsesbølger.
Alligevel er sådanne giganter langtfra uden betydning. Langvarige lavastrømme kan sende enorme mængder CO₂ og svovlforbindelser op i atmosfæren, påvirke temperaturen på Jorden, forrykke ilt- og kulstofcyklusser og ændre havets kemiske sammensætning. Ved at kortlægge timingen og varigheden af Tamu Massifs aktivitet kan forskere få et skarpere billede af, hvordan Jorden fungerede i den periode.
Hvordan måler man en vulkan, man aldrig kan se?
Fordi Tamu Massif ligger kilometers dybt under vandet, er forskerne nødt til at benytte indirekte metoder. Skibe sejler i præcise mønstre hen over området og sender lydbølger ned i dybet. Tilbagekastningen af disse bølger afslører, hvor der ligger hårde og blødere bjergartslag.
Med de seismiske data opbygger geologerne tredimensionelle modeller af undergrunden, hvori lavastrømme, brud i jordskorpen og grænseflader mellem forskellige bjergartslag kan skelnes. Ved at følge mønstrene i disse lavapakker stod det klart, at de tre tilsyneladende "bakker" er dele af ét enormt skjold.
Hvad en sådan vulkan fortæller os om jordmantelen
Tamu Massifs skala peger på en ekstremt kraftfuld magmakilde. Det kan betyde, at en mantelplume på dette sted i lang tid opvarmede og svækkede den overliggende jordskorpe nedefra. Når skorpen endelig sprækker, strømmer magmaen let ud og danner meterstore lag af basalt.
Ved at kombinere kemiske analyser af bjergarteprøver med seismiske målinger håber forskerne at kunne rekonstruere, hvor varm kilden var, hvor længe vulkanen var aktiv, og om der fandtes flere aktivitetsfaser. Den viden kan bidrage til at forfine modeller for, hvordan varme transporteres fra Jordens kerne og kappe op mod overfladen.
Hvad dette siger om vores planet — og andre verdener
Sammenligningen med Olympus Mons viser, at kæmpemæssige skjoldvulkaner ikke er et eksklusivt marsfænomen. Betingelserne er blot anderledes. Mars har ingen aktiv pladetektonik som Jorden, og derfor kan vulkaner dér blive ved med at vokse på samme sted i millioner af år. På Jorden bevæger pladerne sig løbende hen over varme mantelkilder, hvilket skaber lange, kædeformede vulkanske områder frem for én stillestående kæmpe.
Tamu Massif ligner en mellemform — en enorm vulkan, der alligevel opstod inden for et tektonisk bevægeligt system. Det gør området særligt interessant for planetforskere, der sammenligner geologiske processer på Jorden med dem på Mars og andre stenplaneter.
For at give en fornemmelse af skalaen kan man tænke på en flyvetur: afstanden fra København til Rom er cirka 1.600 kilometer. Tamu Massifs diameter er i samme størrelsesorden. Man ville altså bruge over halvanden time i et passagerfly på at flyve fra den ene kant af vulkanen til den anden — og alligevel ville man ikke se en eneste smule af den, for alt foregår langt nede under bølgerne.
