Supervulkaner – dødeligere enn en asteroidekollisjon

Disse formasjonene er dødeligere enn en asteroidekollisjon og kan utslette hele sivilisasjoner.

Mange husker flyplasskaoset våren 2010, da en av Islands største vulkaner, Eyafjallajökull, hadde utbrudd etter å ha sovet i nesten to hundre år.

Det er kanskje vanskelig å tro når man tenker på hvor enorme skader Eyafjallajökull forårsaket, men utbruddet på Island var lite sammenliknet med de tilintetgjørende kreftene til en supervulkan. Utbruddet til Eyafjallajökull målte ikke mer enn 4 på Den vulkanske eksplosivitets-indeksen (VEI), som går fra 0 – 8. Et utbrudd som er så kraftig at det ville klassifiseres som VEI 8, vil faktisk true hele den menneskelige sivilisasjonen. Et slikt superutbrudd ville spy ut mer en 1000 kubikkilometer ejekta – aske, gass og pimpstein – i løpet av bare noen få dager. Resultatet ville blitt ødelagte avlinger og klimaendringer som ville vare i flere år. 

Det er aldri registrert noe slikt utbrudd, likevel skjer de med 10 000 – 100 000 års mellomrom. Det er fem ganger så ofte som en asteroidekollisjon som er stor nok til å true menneskeheten. Ifølge forskerne er det ikke noe som tyder på at det kommer et slikt superutbrudd med det første, men før eller siden vil menneskene stå overfor en slik geologisk katastrofe. 

En supervulkan er rett og slett en vulkan som har hatt ett eller flere superutbrudd. Supervulkaner er som regel aktive i millioner av år, men vanligvis går det titusenvis av år mellom de voldsomste utbruddene. Jo lenger de sover, jo større er superutbruddet. Vanligvis skjer utbruddet gjennom en vid, gryteformet hulning (kaldera), men ikke alle kalderaer inneholder en supervulkan.

Supervulkanen som putrer under Yellowstone Nasjonalpark i USA, er antageligvis en av de mest undersøkte supervulkanene i verden, men fordi det er så sjelden vi ser et superutbrudd, er disse vulkanene fortsatt et mysterium for oss. Vi vet om 42 VEI7- og VEI8-utbrudd i løpet av de siste 36 millioner årene, men mesteparten av restene etter dem er borte nå. Forskerne er fortsatt usikre på hva som utløser disse utbruddene som kommer med jevne mellomrom.

Akkurat som alle andre vulkaner, oppstår supervulkaner når smeltet, eller delvis smeltet stein (kalt magma) trenger gjennom Jordas overflate. Alle supervulkaner bryter seg gjennom den tykke jordskorpa som danner kontinentene. Kalderaen i Yellowstone ligger i et urolig område – en åre med uvanlig varme steiner i det harde laget rett under jordskorpa som kalles ytre mantel. Flytende mantel bobler opp fra denne åren og smelter steinene i jordskorpa.

Et superutbrudd fant sted på Sumatra for 74 000 år siden og dannet planetens største vulkanske innsjø – Tobasjøen.

Andre supervulkaner, som Tobasjøen på Sumatra i Indonesia, ligger helt ute på kanten av det puslespillet av tektoniske plater som til sammen danner hele jordskorpa. I nærheten av Sumatra blir den platen som bærer Det indiske hav trykket under den platen som bærer Europa. Etter hvert som den synker, smelter platen og danner magma. 

Det trengs enorme mengder magma for å skape et superutbrudd. Noen forskere mener at supervulkanene er «supre» fordi de har enorme hulrom som kan romme opptil 15000 kubikkilometer med magma, og dermed vokser seg større og større over tusenvis av år. Magmakamre er underjordiske sjøer av oppsamlet magma som blir slynget ut gjennom sprekker i jordskorpa. Vulkaner med mindre magmakamre har utbrudd før det bygger seg opp et trykk som er stort nok til å skape et superutbrudd. 

Noen forskere mener at supervulkanenes magmakamre er omgitt av varme, fleksible steiner, og at dette gjør at kamrene stadig kan vokse seg større og dermed romme mer magma. Steinene holdes myke av magmaboblene som stadig svulmer opp nedenfra. 

Et superutbrudd starter når trykket i magmakammeret er så stort at magmaen eksploderer gjennom sprekker i taket på kammeret. Utbruddet er så voldsomt fordi magmaen fra en supervulkan er full av små gassbobler som utvider seg og sprekker når trykket plutselig avtar. Eksplosjonen kan sammenliknes med det som skjer når man åpner en sjampanjeflaske. Magmaen er dessuten klebrig og flyter tregt fordi den delvis består av smeltet kontinentalskorpe. Dette er helt motsatt av vulkaner som Mauna Loa i Hawaii, hvor lavaen renner forsiktig ut fordi den er flytende og inneholder lite gass. 

Gass og varme fragmenter (pyroklaster) stiger mer enn 35 km opp i luften og spres i atmosfæren. Noen av disse fragmentene daler ned igjen og legger seg som snø på bakken. Deler av magmaen kan også bli til giftige pyroklastiske strømmer, som beveger seg langs bakken i over hundre kilometer i timen og kan dekke flere hundre kvadratkilometer. Magmakammeret tømmes raskt under et superutbrudd. Etterpå synker taket ned i det tomme kammeret og danner en (ny) kaldera. 

Nedfallet etter et superutbrudd

Dersom en supervulkan får et utbrudd i dag, vil det true menneskeheten. Skyer av smeltet stein og iriserende (med regnbuens farger) aske vil bevege seg fortere enn bilene på motorveien og tilintetgjøre alt i en radius av 100 kilometer. Støvet vil spre seg tusenvis av kilometer og stenge Sola ute. Folks øyne, ører og nese vil fylles med nåleliknende småbiter av aske som kan punktere blodkarene i lungene våre og føre til kvelning.

Det kan regne så mye som 0,5 meter aske i timen, slik at tak kollapser, vannkilder blir forgiftet og transportnæringen stopper opp fordi fly- og bilmotorer blir ødelagt. Bare noen få centimeter med aske kan gjøre det umulig å drive jordbruk. Utbruddet på Mount Tambora i Indonesia i 1815 førte til «året uten sommer», da avlingene i Europa slo feil og resultatet var sult og økonomisk krise. Det økonomiske markedet kan kollapse, og flere land kan bli oversvømt av flyktninger. Noen forskere sier at et superutbrudd i Yellowstone kan føre til at 1/3 av Amerika blir ubeboelig i så mye som to år.

Yellowstones hvileløse kjempe

Under Yellowstone nasjonalpark putrer en aktiv supervulkan. Et magmakammer, som noen steder ikke ligger mer enn åtte kilometer under jordskorpa, gir energi til parkens 10 000 krystallfargede varme kilder, gurglende gjørmehull, hvesende dampstråler og berømte geysirer, som for eksempel Old Faithful. Den 8 897 kvadratkilometer store parken rommer vulkanens kaldera, som dekker hele 4 400 kvadratkilometer. Det er større enn hele Vestfold. 

Geysirer som Old Faithful i Yellowstone blir varmet opp av supervulkanen som ligger under.

Supervulkanen ligger i et urolig område, der en søyle med varm stein stiger opp fra hundrevis av kilometer under Jordas overflate. Slike urolige områder er som gedigne bunsenbrennere, som skaper enorme utbrudd ved å smelte steinene rett over dem.  Forskere er usikre på hvorfor slike urolige områder oppstår, for de befinner seg ikke ytterst på kanten av de tektoniske platene der mesteparten av den vulkanske aktiviteten foregår. Siden dette urolige området oppsto for omtrent 17 millioner år siden, har det skapt kanskje 140 utbrudd. Den nordamerikanske platen har beveget seg i sørvestlig retning over det stasjonære, urolige området, på samme måte som et transportbånd, og etterlatt seg et 560 kilometer bredt belte med døde kalderaer og gamle lavastrømmer. 

Det har vært tre superutbrudd siden Yellowstone bevegde seg over det urolige området: for 2,1 millioner år siden, for 1,3 millioner år siden, og for 640 000 år siden. Hvert av utbruddene slynget ut nok magma fra vulkanens lager til å få bakken til å bryte sammen og danne en kaldera. Det første og største utbruddet skapte Huckleberry Ridge Tuff – mer enn 2 450 kubikkilometer med vulkansk stein som består av kompakt vulkansk aske. Utbruddet skapte en diger kaldera, som er omtrent 80 x 65 kilometer i areal og hundrevis av meter dyp, helt på grensen av dagens nasjonalpark. Det siste utbruddet la et teppe av aske over store deler av Nord-Amerika og skapte Yellowstone kaldera. Varm gass og aske feide over 7 770 kvadratkilometer.

Slik forutsier de det neste utbruddet

Vulkanologer ved Yellowstone vulkanobservatorium er blant de som studerer supervulkaner. De håper å ha årtier, eller århundrer, til å forberede seg på et superutbrudd. Faresignalene kan blant annet være at bakken begynner å bule og sprekke opp når den varme magmaen stiger til overflaten, eller at det blir flere små utbrudd og jordskjelv. Det er også et forvarsel hvis gassene som siver ut fra jordskorpa forandrer seg.

Forskerne analyserer jordskjelvene ved å måle vibrasjoner i jordskorpa med seismometre. Antall jordskjelv øker ofte før et vulkanutbrudd, fordi magmaen og gassene tvinger seg opp gjennom underjordiske åpninger. Resultatet er at bakken sprekker opp. Historisk sett er det vanlig at bakken begynner å bule før et utbrudd, på grunn av den stigende magmaen. For eksempel reiste den nordre delen av den amerikanske vulkanen Mount St. Helens seg hele 80 meter i 1980. 

Forskerne har hele tiden oversikt over bevegelser på Jorda ved hjelp av GPS satellitter. Disse overvåker et nettverk av mottagere nede på bakken – akkurat som GPS-en i en bil. En annen form for satellitt-teknologi – InSAR – måler bakkens bevegelser over store områder én til to ganger i året.