Jorden har allerede mindst 24 supervulkaner med amerikanske Yellowstone som den berømteste. Og i december 2020 blev en ny tilføjet til listen.
På det årlige møde i den amerikanske geofysiske forening afslørede geologen John A. Power sammen med 13 kolleger, at en hidtil ukendt supervulkan gemmer sig under den vulkanske øgruppe Aleuterne i det nordlige Stillehav.
Supervulkaner er naturens mest ødelæggende fænomen, der kan formørke himlen i årtier og ændre et kontinents udseende for altid. Derfor afsøger forskere kloden for at finde frem til de allermest eksplosive vulkaner, der henter deres enorme energi mange hundrede kilometer nede i Jordens glødende, varme kappe.
Og det er sådan en vulkan, John A. Power og kollegerne har opdaget under Aleuterne.
Seks vulkaner fordelt på fire øer ud for Alaska er formentligt den synlige del af en undersøisk supervulkan.
Beliggenheden betyder, at supervulkanen kan begrave Alaska og Canada i aske og svøbe den nordlige halvkugle i først en knusende istid og siden en global temperaturstigning, der vil få vores nuværende klimaudfordringer til at blegne fuldstændig.
25 supervulkaner truer kloden
Vulkaner bliver kategoriseret efter den såkaldte VEI-skala (volcano explosivity index). I den ene ende har vi VEI-1-vulkanerne, som er de hyppigste og mindst eksplosive. Her siver magma blot op til overfladen.
Herefter følger de næste trin på skalaen, hvor udbruddene bliver stadig kraftigere og mindre hyppige; fx er Vesuv, der i år 79 begravede oldtidsbyerne Pompeji og Herculaneum, en VEI-5, som udspyede ca. 3,6 km3 magma.
Der skal dog langt mere til for at opnå betegnelsen supervulkan. VEI-skalens øverste trin, VEI-8, kræver et altødelæggende udbrud, der i løbet af dage eller uger slynger mere end 1000 km3 magma ud. Det svarer til 20 gange den mængde vand, der er i Gardasøen.
1000 kubikkilometer magma skal en vulkan slynge ud for at blive kategoriseret som en supervulkan.
Supervulkanerne er ujævnt fordelt over kloden med hele fem i Nordamerika, hvoraf Yellowstone er den kendteste. Til gengæld har hverken Afrika eller Antarktis tilsyneladende en supervulkan.
Forskerne er fortsat uenige om det præcise antal, da begrebet både kan omfatte de vulkaner, der med sikkerhed har haft et VEI-8-udbrud, og de vulkaner, som har potentiale til superudbrud, men endnu ikke vist det. Dog er den dominerende opfattelse, at antallet er ca. 25.
Sidst kloden oplevede et VEI-8-udbrud, var for 26.500 år siden, da vulkanen Taupō på New Zealands nordø akkurat nåede op i supervulkan-kategorien med 1170 km3 magma.
Anderledes voldsomt var det næstsidste kendte VEI-8-udbrud. Det kom fra indonesiske Toba på øen Sumatra, der for ca. 74.000 år siden eksploderede i det kraftigste udbrud de seneste to millioner år.
Toba udslyngede på kort tid nok smeltet klippemasse til at bygge Mount Everest to gange.
Udbruddet dræbte alt inden for en radius af 500 km, og simulationer viser, at ozonlaget stort set forsvandt i troperne, mens svovl og aske fik temperaturen til at falde med op til ti grader.
Temperaturfaldet var dog kun midlertidigt, for de vulkanske gasser, som skyder ud i atmosfæren ved et superudbrud, indeholder enorme mængder af drivhusgassen CO2. Efter ti år med vulkansk kulde blev de efterfølgende århundreder vekslet til en varmeperiode, hvor den globale temperatur var fem grader højere end før Tobas udbrud.
Supervulkaner har altså et enormt destruktivt potentiale, og derfor er det på mange måder held i uheld, at klodens nyeste supervulkan befinder sig højt mod nord i Aleuterne.
Magmakammeret er gigantisk
Beliggenheden betyder nemlig, at vulkanen nærmest ikke kunne befinde sig længere væk fra tætbeboede områder.
Til gengæld er området svært at udforske for geologerne, og det forklarer, hvordan noget så gigantisk har kunnet holde sig skjult – også selvom en af vulkanerne i området, kaldet Cleveland, er blandt Nordamerikas mest aktive.
Netop Clevelands meget høje aktivitetsniveau og løbende udslip af overdrevne mængder svovldioxid var nogle af hovedårsagerne til, at John A. Power og kollegerne besluttede sig for at undersøge vulkanøerne nærmere.
Vulkanen Cleveland er en af Nordamerikas mest aktive. Den udsender store mængder gas, hvilket har fået geologerne til at mistænke, at det underliggende magmakammer må være gigantisk.
De store mængder gas kræver nemlig, at Cleveland trækker på et magmakammer, som er langt større, end hvad den 1700 m høje vulkan selv har brug for.
Magma er lettere end fast klippe, og da forskerne nærstuderede tyngdefeltet i undergrunden, opdagede de en ringformet struktur, der forbinder mindst fem af områdets vulkaner. Alt tyder derfor på, at de bliver forsynet fra den samme magmakilde.
Endnu et tegn på, at undergrunden gemmer på en supervulkan, kom fra en metode kaldet passiv seismisk tomografi. Her udnytter forskerne, at rystelser fra jordskælv breder sig gennem Jorden som tredimensionelle ringe i vandet, men at typen af klippe afgør, hvor hurtigt de bevæger sig.
Og jo varmere og blødere undergrunden er, des langsommere bevæger bølgerne sig.
Metoden fungerer som en slags røntgenbillede af jordskorpen og afslører en op til 30 km dyb zone under Cleveland, hvor rystelserne udbreder sig ekstra langsomt.
Det understøtter mistanken om, at der befinder sig et endog meget stort magmakammer under bølgerne i det nordlige Stillehav.
Seks vulkaner markerer sovende kæmpe
Øgruppen Aleuterne er hjemsted for hele 44 vulkaner, og nu mener forskerne, at seks af dem udgør den samme gigantiske monstervulkan.
1. Vulkankæde æder gammelt Stillehav
Øgruppen Aleuterne strækker sig 3000 km fra Alaska i øst til Rusland i vest. Øerne består af aktive og udslukte vulkaner, der er opstået, hvor Stillehavspladen dykker ned under Den Nordamerikanske Plade og delvist smelter til magma.
2. Lava afslører undersøisk supervulkan
Fund af størknet lava fra tidligere udbrud og afvigelser i tyngdefeltet i området afslører, at seks vulkaner fordelt på en række øer formentlig markerer det sammensunkne krater kaldet calderaen af en gigantisk supervulkan.
3. Fyldt magmakammer er klar til udbrud
Seismiske målinger giver en form for tredimensionelt røntgenbillede af undergrunden og viser et 30 km dybt magmakammer under øerne. Høj aktivitet fra vulkanen Cleveland tyder på, at magmakammeret er fyldt og klar til udbrud.
Forskerne ved endnu meget lidt om den nyfundne supervulkan, men hvis den går i et VEI-8-udbrud, kan et metertykt askelag sprede sig over Alaska og Canada. Samtidig vil bl.a. svovlforbindelser blokere for sollyset og sende den nordlige halvkugle i dybfryseren i årtier.
Og et superudbrud er måske tættere på, end vi tror.
Næste dommedag truer
Oprindeligt betragtede geologerne risikoen for VEI-8-udbrud som ekstremt lille. Vurderingen stammer fra en undersøgelse udført af geologen Ben G. Mason og to kolleger i 2004.
De identificerede 42 VEI-8-udbrud i de seneste 36 mio. år, hvilket betyder, at der i gennemsnit går 800.000 år imellem hvert udbrud.
Men i 2017 viste fire britiske geologer, at den gennemsnitlige afstand mellem superudbrud kan være så lidt som 17.000 år.
Geologerne undersøgte den statistiske sammenhæng mellem størrelsen og hyppigheden af alle typer udbrud, hvilket giver langt en sikrere vurdering af de sjældne VEI-8-udbrud.
20.000 år går der cirka mellem hvert superudbrud. Og det seneste ramte for 26.500 år siden.
I marts 2022 fik de britiske geologers estimater støtte fra et hold danske forskere, som sammenlignede iskerner fra Antarktis og Grønland.
Isen er opbygget af lag, og indholdet af svovldioxid og fine askepartikler sladrer om vulkansk aktivitet gennem tiden.
Analyser viser, at kloden i løbet af de seneste 60.000 år har været ramt af tre superudbrud, hvilket giver et gennemsnit på 20.000 år.
Den nye viden betyder, at risikoen for et supervulkanudbrud er hele fem til ti gange større end for et tilsvarende destruktivt meteornedslag.
Heldigvis er geologer og ingeniører allerede begyndt at overveje, hvordan både små og store vulkanudbrud kan bremses eller forsinkes. En af metoderne er at bore ventiler ned til magmakammeret, som fjerner eksplosive gasser og derved reducerer risikoen for et VEI-8-udbrud.
Teknologi tager pusten fra superudbrud
1. Kølemiddel fryser magma
Hvis magmaens flydeevne bliver nedsat, er den sværere for vulkanen at presse op til overfladen. Stenmassens sejhed kan fx ændres ved at pumpe kølemiddel eller stoffer, der får magmaen til at krystallisere, ned i vulkanen.
2. Afgasning letter trykket
Kuldioxid og vand gør magmaen eksplosiv og øger risikoen for et voldsomt udbrud. Ved at lave en afgasningsboring kan magmakammeret luftes ud, så de gasser, der danner bobler i magmaen og øger trykket, bliver fjernet.
3. Beton styrker jordskorpen
Hvis jordskorpen over magmakammeret bliver styrket, får magmaen sværere ved at stige op til overfladen. Revner i krateret kan fyldes med beton, ligesom klippen over vulkanen kan køles ned, så den bliver mere modstandsdygtig.
4. Pres holder magmaen i ro
Jo mindre tryk magma kommer under, jo lettere flyder den, så ved at man øger trykket på magmakammeret, kan magmaen holdes i ro. Det kan fx ske vha. tunge materialer på overfladen eller ved at udskifte grundvandet med en tungere væske.
Imens fortsætter John A. Power undersøgelserne i Aleuterne.
Her skal data i en højere opløsning bl.a. danne et mere præcist billede af det store magmakammer under vulkanerne, ligesom målinger af udsivende gasser skal afsløre, hvor tæt supervulkanen er på et eventuelt udbrud.
En forsker installerer seismografisk udstyr på den hyperaktive vulkan Cleveland. Seismografen måler rystelser fra jordskælv, der sladrer om magmakammerets størrelse.
For indtil det bliver muligt at stoppe en supervulkan, er det vigtigt at forstå dem så godt og overvåge dem så tæt, at et udbrud kan forudsiges i god tid.
Også selvom der ikke er andet at gøre end at søge i skjul og forberede sig på årtiers kuk i klimaet.