Opasna kaldera: Jedan od najeksplozivnijih supervulkana na Zemlji ponovno se puni svježom magmom

Golemi rezervoar magme ispod japanske kaldere Kikai ponovno se puni, što znanstvenicima pruža rijetku priliku da prouče kako se neki od najvećih vulkana na Zemlji oporavljaju nakon katastrofalnih erupcija.

Otkriće, do kojeg su došli istraživači sa Sveučilišta Kobe, moglo bi unaprijediti razumijevanje golemih kaldernih sustava poput Yellowstonea u Sjedinjenim Američkim Državama i Tobe u Indoneziji. Moglo bi pomoći i u prepoznavanju podzemnih promjena koje prethode budućim divovskim erupcijama.

Vulkan sposoban za golemu erupciju

Kikai je uglavnom potopljena vulkanska kaldera južno od Japana. Prije otprilike 7300 godina proizvela je najveću poznatu vulkansku erupciju holocena, sadašnje geološke epohe koja je počela prije otprilike 11.700 godina.

Kaldere nastaju kad erupcija isprazni toliko veliku količinu magme da se tlo iznad rezervoara uruši. Umjesto uobičajene stožaste planine, nastaje široka i razmjerno plitka udubina.

Razmjere takvih erupcija teško je zamisliti. Količina izbačene magme mogla bi prekriti cijeli njujorški Central Park slojem dubokim 12 kilometara, piše Science Daily.

Yellowstone, Toba i Kikai istaknuti su primjeri golemih kaldernih vulkana. Znanstvenici znaju da ti sustavi mogu eruptirati više puta, ali procesi koji im omogućuju nakupljanje golemih količina magme još nisu dovoljno istraženi. Zbog te je neizvjesnosti njihovo buduće ponašanje osobito teško predvidjeti.

"Moramo razumjeti kako se mogu nakupiti tako velike količine magme da bismo shvatili kako nastaju goleme kalderne erupcije“, rekao je geofizičar sa Sveučilišta Kobe Nobukazu Seama.

Osluškivanje seizmičkih valova ispod oceana

Podvodni položaj kaldere Kikai mogao bi se činiti preprekom, ali istraživačkom timu pružio je važnu prednost. Budući da se veći dio kaldere nalazi ispod mora, znanstvenici su mogli provesti opsežna i sustavna istraživanja cijele vulkanske strukture.

"Podvodni položaj omogućuje nam provođenje sustavnih istraživanja velikih razmjera“, objasnio je Seama.

Tim Sveučilišta Kobe surađivao je s Japanskom agencijom za znanost i tehnologiju mora i Zemlje, JAMSTEC-om, kako bi istražio koru ispod kaldere.

Istraživači su nizovima zračnih topova stvarali kontrolirane seizmičke impulse, dok su seizmometri postavljeni na morsko dno bilježili način na koji se valovi šire kroz stijene.

Brzina i smjer seizmičkih valova mijenjaju se ovisno o materijalima kroz koje prolaze. Mjerenjem tih promjena znanstvenici mogu izraditi sliku podzemnih struktura i prepoznati područja koja bi mogla sadržavati djelomično rastaljene stijene.

Veliki rezervoar magme ispod Kikaija

Rezultati, objavljeni u časopisu Communications Earth & Environment, otkrili su veliko područje bogato magmom neposredno ispod dijela kaldere Kikai koji je prije 7300 godina proizveo golemu erupciju.

Istraživači su uspjeli procijeniti i oblik te veličinu rezervoara. Njegove dimenzije i položaj pokazuju da se nalazi u istom podzemnom sustavu koji je opskrbljivao magmom drevnu erupciju.

"S obzirom na njegovu veličinu i položaj, jasno je da je riječ o istom rezervoaru magme koji je sudjelovao u prethodnoj erupciji“, rekao je Seama.

To ne znači da je ista magma ostala zarobljena pod zemljom još od drevne katastrofe. Dokazi, naprotiv, pokazuju da je tijekom vremena u rezervoar ulazio novi rastaljeni materijal.

Svježa magma ponovno izgrađuje sustav

U blizini središta kaldere Kikai već se približno 3900 godina oblikuje kupola lave. Takve kupole nastaju kada gusta magma polako izlazi prema površini i gomila se oko vulkanskog otvora, umjesto da lako otječe.

Kemijske analize pokazale su da se materijal iz te kupole i drugih novijih vulkanskih aktivnosti razlikuje od magme izbačene tijekom goleme erupcije. Ta razlika upućuje na zaključak da današnja magma u Kikaiju dolazi iz novijeg izvora.

"To znači da je magma koja se sad nalazi u rezervoaru ispod kupole lave vjerojatno nova magma“, sažeo je Seama.

Rezultati podupiru širi model prema kojem svježa magma postupno ulazi u rezervoare ispod golemih kaldera i obnavlja ih nakon velikih erupcija. Razumijevanje tog procesa moglo bi pokazati kako se takvi vulkani počinju pripremati za nova razdoblja aktivnosti.

Tragovi za Yellowstone i Tobu

Predloženi model mogao bi se primijeniti i daleko izvan Kikaija. Znanstvenici su velike i plitke rezervoare magme pronašli i ispod drugih velikih kaldernih sustava, uključujući Yellowstone i Tobu.

"Ovaj model ponovnog dovođenja magme u skladu je s postojanjem velikih plitkih rezervoara ispod drugih golemih kaldera poput Yellowstonea i Tobe“, rekao je Seama.

Proučavanjem brzine kojom svježa magma ulazi u te sustave, mjesta na kojima se nakuplja i načina na koji mijenja okolnu koru, istraživači bi s vremenom mogli bolje razlikovati uobičajenu vulkansku aktivnost od znakova koji upućuju na moguću mnogo veću erupciju.

Podzemni sustav odgovoran za katastrofu i dalje aktivan

"Želimo dodatno usavršiti metode koje su se pokazale vrlo korisnima u ovom istraživanju kako bismo dublje razumjeli procese ponovnog dovođenja magme. Naš je krajnji cilj bolje pratiti ključne pokazatelje budućih golemih erupcija“, zaključio je Seama.

Otkriće ne znači da će Kikai uskoro eruptirati. Ono, međutim, pruža važne dokaze da je podzemni sustav odgovoran za drevnu katastrofu i dalje aktivan te da i dalje prima novu magmu.