Atomvåben truer Nordkoreas supervulkan

Isvinter i Skandinavien. Halvdelen af Asien begravet i aske. Og et totalt kollaps af klodens fødevareproduktion. Konsekvenserne er uoverskuelige, hvis den slumrende supervulkan Paektu vækkes til live i de nordkoreanske bjerge. Og forskerne er bekymrede.

Isvinter i Skandinavien. Halvdelen af Asien begravet i aske. Og et totalt kollaps af klodens fødevareproduktion. Konsekvenserne er uoverskuelige, hvis den slumrende supervulkan Paektu vækkes til live i de nordkoreanske bjerge. Og forskerne er bekymrede.

Seoul Arts Center

”Hej James, det er Clive. Har du nogensinde overvejet en smuttur til Nordkorea? ”

Opkaldet finder sted i 2011, og blot en uge senere befinder de to britiske geologer James Hammond og Clive Oppenheimer sig i et af klodens mest lukkede lande – på en nærmest uhørt invitation fra det kommunistiske styre selv.

Undergrunden er nemlig begyndt at røre på sig og truer selve Nordkorea som nation.

På grund af den korte optakt når Hammond og Oppenheimer ikke at gøre sig mange tanker om, hvad det præcis er, de står overfor. Men da Hammond træder ud af flyet i Pyongyang, er det med en blanding af nysgerrighed, nervøsitet og forventning.

Opholdet i hovedstaden bliver kort for de to geologer. Straks efter ankomsten flyver de sammen med godt 30 nordkoreanske geofysikere, seismologer og vulkanologer nordpå til den imponerende bjergkæde Changbai, der udgør Nordkoreas grænse mod storebroren Kina. Her ligger vulkanen Paektu, målet for rejsen.

Grænsen mellem Kina og Nordkorea slanger sig op over Paektu (rød prik). Kratertoppen og den tilhørende sø, Heaven Lake, ligger akkurat på den nordkoreanske side.

© Shutterstock

Hvis navnet Paektu virker ukendt, er det ikke underligt. Vulkanen er nok den af de mellem 25 og 30 slumrende supervulkaner på kloden, vi ved mindst om.

Supervulkaner defineres som vulkaner, der har potentiale til at skyde over 1000 kubikkilometer magma ud og rejse en over 25 km høj askesøjle.

Magmamængden under Paektu er usædvanligt stor

/ 4

Lige under krateret ligger en stor mængde flydende magma, der er klar til næste udbrud. Magmaen er af en type, der giver særligt eksplosive udbrud.

1

Under magmaen findes et lag vulkansk vælling med 50 pct. krystaller og 50 pct. magma, som samlet set er flydende nok til også at blive slynget ud ved et udbrud.

2

Nederst i kammeret findes et stift, svampet lag, som består af 65 pct. krystaller og 35 pct. flydende magma. Kammerets dybde: 66 km.

3

Føderør bringer konstant ny magma til.

4
© Claus Lunau

Paektu har ikke haft et kraftigt udbrud siden år 946, og de historiske kilder fra det såkaldte tusindårsudbrud er meget begrænsede.

Men den 2744 meter høje Paektu får de fleste andre vulkaner til at ligne billige nytårsraketter.

Den nordkoreanske vulkan er et monster med eksplosiv kraft nok til at drysse aske ud over det halve Asien og udløse en klimakatastrofe, der kan sænke en flere år lang isvinter over den nordlige halvkugle.

Et fald på -9 grader i gennemsnitstemperaturen og sne året rundt. Det er nogle af konsekvenserne, alene i de skandinaviske lande.

© Shutterstock

Megaudbrud sender kloden i dybfryseren

En vred supervulkan har potentielt fatale konsekvenser for klodens klima. Britiske forskere har simuleret et massivt udbrud nær ækvator, hvor de følsomme dele af atmosfæren bliver fyldt med energireflekterende svovlpartikler og får temperaturen til at falde drastisk i de følgende år.

Som de allerførste vestlige geovidenskabsforskere er James Hammond og Clive Oppenheimer på vej mod Paektu, der gold og arret rejser sig i horisonten.

Da geologerne befinder sig på vulkanen, besigtiger de bl.a. det sparsomme og forældede videnskabelige udstyr, nordkoreanerne allerede har opstillet, og får indblik i, hvor massive udbrud vulkanen er i stand til at levere.

Herefter følger en lang diskussion mellem de vestlige videnskabsmænd og deres nordkoreanske kolleger om, hvorvidt et fremtidigt samarbejde overhovedet er muligt.

Da Hammond og Oppenheimer efter en uge rejser hjem, er det med en helt klar mission. Nu skal der findes tid og penge til at udforske Nordkoreas hemmelige supervulkan og forstå Paektus potente trussel til bunds.

Aske regnede ned over Japan og Grønland

I 2013 vender Hammond og Oppenheimer tilbage og undersøger sammen med deres koreanske kolleger alle tegn på tusindårsudbruddet i 946, de kan komme i nærheden af.

De kigger på udbredelse og tykkelse af aske og lava og tager geokemiske prøver for at fastslå magmaens sammensætning, og hvordan den kom ud af vulkanen.

Paektus udbrud i 946 var med Clive Oppenheimers ord som "en million atombomber, der gik af på samme tid".

Udbruddet var formentlig det voldsomste, kloden har oplevet i mere end 2000 år. Det sprængte hele toppen af bjerget og efterlod et hul på fire kilometer i diameter, der i dag er dækket af søen “Heaven Lake”.

Den vulkanske aske blev spredt i et tykt lag over et areal på 1,5 mio. km2 og nåede helt til Japan – mere end 1000 km borte.

Selv i de grønlandske iskerneboringer 7000 kilometer væk dukker spor efter Paektus aske op. Nærmere vulkanen var udbruddet et sandt inferno, der udryddede alt liv.

I dybet under ”Heaven Lake” i Paektus krater strækker et magmakammer sig mindst 35 km ned i jorden.

© Shutterstock

I en 40 kilometers radius rundt om Paektu er laget af slagger, aske og størknet lava i gennemsnit otte meter tykt, og i lavninger i terrænet er tykkelsen af laget 70 til 80 meter. Laget er resterne af såkaldte glødende laviner, som ifølge forskernes beregning tordnede ned ad vulkanen med op mod 600 km/t.

Glødende laviner opstår, når udbruddet kortvarigt – måske blot i få timer - mister pusten. Når det sker, slukker energikilden, der holder den 25-30 kilometer høje udbrudssøjle af magmadråber, aske og vulkanske gasser i luften.

Søjlen kollapser og styrter ned mod vulkankeglen, hvor den fortsætter ned ad siderne og ud over terrænet som en 400 grader varm lavine.

Fine askepartikler trænger ind i vævet og skader vores luftveje, øjne og ører.

© Getty Images

Vulkansk aske giver astma og lungekræft

Små askepartikler går direkte i lungerne og forårsager sygdomme som astma og bronkitis, ligesom asken også beskadiger øjne og ører i mild grad. Helt fine askepartikler fører ved langvarig eksponering til silikose, også kaldet stenlunger, og i værste fald lungekræft.

Seismometre ser ned i vulkanen

Hammond og Oppenheimers ophold er gået over al forventning, og forskerne opsætter bl.a. seks såkaldte seismometre eller jordskælvsmålere, som de bruger til såkaldt passiv seismisk tomografi.

Metoden udnytter, at rystelser fra jordskælv breder sig gennem jorden som tredimensionale ringe i vandet.

James Hammond gør sammen med Nordkoreanske geologer klar til at installere seismometre på Paektu.

© Kosima Weber Liu

Omkring vulkaner opstår der konstant små jordskælv, som sender mikroskopiske rystelser i alle retninger.

Typen af klippe afgør, hvor hurtigt rystelserne bevæger sig gennem den og når frem til de seismiske målestationer.

Seismometrene registrerer alle bevægelserne i jordskorpen og gemmer data, og efter cirka to års målinger kan de sammenstykkes til et tredimensionalt billede af, hvad der foregår under vulkanen. Dermed giver de en idé om, hvor tæt vi er på næste udbrud.

Klimaændringer kan nå Europa

Et udbrud som Paektus i 946 sender store mængder klimaændrende kemikalier op i atmosfæren.

Historiske kilder fra Østasien beskriver, hvordan vejret i årene efter tusindårsudbruddet var markant koldere end normalt med sommersne og tyk is på søerne.

Til alt held for resten af kloden fandt udbruddet sted tidligt på vinteren, hvor klimaeffekten fra en vulkan med Paektus geografiske placering forbliver lokal og ikke breder sig til hele den nordlige halvkugle.

Var udbruddet sket om foråret eller sommeren, hvor kemikalierne spredes mere effektivt, kunne virkningen have været langt mere markant – også i Europa.

Eksemplet på global kemikaliespredning gav den indonesiske vulkan Tambora i 1815.

Her fik et udbrud i samme størrelsesorden som Paektus temperaturen til at falde mærkbart i vores del af verden med det såkaldte året uden sommer i 1816 til følge.

Et tilsvarende udbrud vil i dag få meget alvorligere konsekvenser og blandt andet sænke produktionen af korn som hvede og ris fra verdens spisekampe i Europa, USA og Kina med 75 procent.

Den globale fødevareproduktion vil kollapse, milliarder vil sulte og civilisationen blive sat på en alvorlig prøve.

Sult er dog den mindste bekymring for Nordkorea, der næppe vil eksistere som nation, hvis et udbrud som det i 946 gentager sig.

Hele den nordlige del af landet ville blive begravet i lava og resten lagt øde under et massivt askenedfald, som udelukker enhver mulighed for nødhjælp og for at brødføde eventuelle overlevende.

Det er formentlig med tanken om en sådan nationsødelæggende katastrofe i baghovedet, at styret i Pyongyang har blikket rettet mod Paektu. Bekymringen voksede, i takt med at vulkanen imellem 2002 og 2005 blev stadigt mere aktiv.

Jordoverfladen hævede sig, gasudslippene blev hyppigere, og jordskælv i området blev stærkere. Faresignalerne fik til sidst Nordkorea til at række den usædvanlige hånd ud mod omverdenen og de to britiske geologer. Og med god grund.

Paektu er klar til næste udbrud

Hammond og Oppenheimers arbejde viste, at det aktive magmakammer strækker sig mindst 35 km ned i jorden, hvilket er usædvanligt dybt.

Den samme konklusion er kinesiske forskere nået frem til. De vurderer, at Paektus urolige periode i 2002-2005 skyldtes, at magma dybt nedefra steg op i magmakammeret.

Tidligere undersøgelser har samtidig vist, at magmaen ligger meget kort tid i Paektus magmakammer, før vulkanen går i udbrud.

Underjordisk smutvej leverer brændstoffet

/ 4

Skorpeplade synker ned

Under Japan bevæger havbundsskorpen sig ned i Jordens kappe. Her smelter den og danner magma, der blandt andet skaber Japans vulkaner.

1

Nedsynkningen bremses

Skorpen “strander” i 410 til 660 kilometers dybde, fordi massefylden i den såkaldte nedre kappe er for høj til, at skorpen kan synke dybere. Skorpepladen flader derfor ud.

2

Magma finder smutvej

Ca. 600 km under Paektu knækker skorpepladen, og en sprække opstår. Smeltet materiale på skorpepladens underside kan nu slippe fri og siver op gennem sprækken.

3

Magmakammer fyldes op

Materialet er let og varmt nok til at stige opad som en boble mod overfladen og leverer på den måde nyt brændstof til det store magmakammer under Paektu.

4
© Claus Lunau

Derudover er Paektu en følsom vulkan, hvor mindre påvirkninger udefra kan sætte et udbrud i gang.

Fx blev tusindsårsudbruddet formentlig skudt i gang, da små mængder letflydende magma blev skudt ind i bunden af magmakammeret.

I 2012 konkluderede forskere tilmed, at det næste større udbrud naturligt forekommer i løbet af de næste årtier.

Vulkanen er med andre ord nu både ladt og afsikret og har en ekstremt kort lunte.

© Claus Lunau

Vulkaner gør kloden beboelig

Store vulkanudbrud skaber akut kaos på kloden, men uden dem ville planeten ende som en kold snebold. Udbruddene holder nemlig gang i kulstofkredsløbet – Jordens indbyggede termostat.

Prøvesprængninger fremskynder udbrud

Selvom forholdet mellem de britiske geologer og deres nordkoreanske kolleger hele tiden bliver bedre, er samarbejdet konstant udfordret af politiske spændinger.

Langt hen ad vejen må projektet fx benytte nordkoreansk eller importeret kinesisk teknologi, fordi internationale sanktioner mod landet forhindrer udlændingene i selv at medbringe avanceret udstyr.

Et af de instrumenter, Hammond og Oppenheimer gerne vil anvende, måler mikroskopiske variationer i Jordens magnetfelt. Teknikken minder dog for meget om det udstyr, skibe og fly benytter til at opdage neddykkede ubåde, så den får de ikke lov til at medbringe.

Det stærkt kommunistiske styre er på kant med stort set alle andre nationer på kloden. Derfor bruger den fattige og udpinte nation enorme ressourcer på sit militær og ikke mindst sit kernevåbenprogram, der indtil 2018 har udført seks succesfulde underjordiske prøvesprængninger af stadigt kraftigere bomber.

Sprængkraften i kiloton er øget med 30.000% fra 2006 til 2017. Nordkoreas atompøvesprængninger er alle foretaget bare 100 km øst for Paektu.

© Oliver Larsen

Nordkoreas atombomber vokser i styrke

Siden Nordkorea prøvesprængte sit første kernevåben for mere end ti år siden, er bomberne vokset markant i styrke.

Samtlige seks atomtests har fundet sted ved Punggyeri, der blot ligger 100 km fra Paektu.

Ifølge forskerne skaber de underjordiske eksplosioner jordskælv, som kan forårsage trykændringer i magmakammeret under vulkanen og potentielt udløse et udbrud.

En atombombe, der detonerer under jorden, er dog langtfra uskyldig i et geologisk perspektiv. Sprængningen sender chokbølger i alle retninger, og da der blot er 100 km fra testområdet til Paektu, mærker vulkanen i høj grad de kunstige, men kraftige, jordskælv, der når en styrke på over 6 på richterskalaen.

De underjordiske prøvesprængninger er derfor en direkte trussel mod Paektu, konkluderede fire amerikanske og sydkoreanske geologer i 2016.

Nordkorea har holdt igen med sine atomvåben siden september 2017. Yderligere prøvesprængninger kan få supervulkanen Paektu til at gå i udbrud.

© Wikimedia Commons/Stefan Krasowski

Problemet opstår, fordi rystelserne forårsager trykændringer i magmakammeret. Trykændringer kan få opløste gasser til at skifte fase og danne luftbobler som kulsyren i en sodavand, der åbnes.

Som bobler fylder gas langt mere, end når den er opløst, og det øger trykket i magmakammeret eksplosivt – måske endda nok til at kickstarte et udbrud.

Måske får den næste kraftige atomprøvesprængning bægeret til at flyde over.

Undersøgelserne fra 2016 vurderer, at grænsen måske allerede ligger ved et kunstigt jordskælv med en styrke på 7 på richterskalaen.

I 2017 besøger Hammond og Oppenheimer for niende gang Nordkorea.

De undersøger Paektu, men fejrer også, at udgivelsen af de første videnskabelige artikler fra det usædvanlige samarbejde er udkommet i internationale tidsskrifter – et samarbejde, der leverer sit lille bidrag til at forbedre et betændt internationalt forhold.