Forskare tar pulsen på slumrande supervulkan

22 april 2020

Lamor på Andernas högplatå.

Lamorna på Andernas högplatå är omedvetna om att under deras klövar finns en enorm magmareservoar.

Under vulkanerna i Anderna där Chile, Argentina och Bolivia möts finns en gigantisk reservoar av smält magma. I flera miljoner år har den funnits där utan att vare sig stelna eller orsaka ett supervulkanutbrott. Geologer har länge klurat på hur det är möjligt. Forskare från bland annat Uppsala universitet har nu upptäckt att hemligheten kan vara dolda tillflöden av het magma från jordens inre.

– Enorma vulkanutbrott från så kallade supervulkaner är väldigt ovanliga, men när de sker är de extremt förödande. Det är oerhört viktigt för vulkaneologer att klargöra vad som håller den här sovande jätten vid liv och vad som kan få den att vakna, säger Valentin Troll, professor i petrologi vid institutionen för geovetenskaper vid Uppsala universitet.

500 000 kubikkilometer magma

Den jättelika så kallade Altiplano-Puna magmakroppen beräknas innehålla 500 000 kubikkilometer smält och halvsmält magma. För att ge en bild av hur stor volym det handlar om kan nämnas att hela ön Gran Canaria skulle rymmas – drygt tio gånger om. Det senaste riktigt stora vulkanutbrottet här skedde för 4 miljoner år sedan och var det sista i en rad mycket stora explosiva utbrott som inleddes för 10 miljoner år sedan. En del av en dem kan klassas som supervulkanutbrott.

Sammansättningen ger fingervisning

För att söka svar på hur magman har kunnat hålla sig flytande under årmiljonerna har forskarna studerat lava och bergarten scoria som slungats ut från magmareservoaren under mindre vulkanutbrott efter det senaste stora utbrottet. Den kemiska sammansättningen i sådant material kan nämligen ge en fingervisning om hur en magmareservoar fungerar, hur långt nerifrån jordens inre materialet kommer, hur länge det stannat kvar i reservoaren och vilka olika processer magman genomgått innan det spyddes ut av vulkanen.

Krävande uppgift

I det här fallet var forskarna ute efter se om ny magma tränger in i reservoaren och behövde därför hitta material som, efter att det bildats nere i jorden mantel, inte påverkats av magman som redan fanns i reservoaren.

– Det var en krävande uppgift. Just under de här vulkanerna i Centralanderna finns jordens tjockaste jordskorpa, 70 kilometer tjock vilket betyder att magman ges många möjligheter att förändras och reagera med materialet det kommer i kontakt med när den tränger upp och lagras i reservoaren, säger Frances Deegan, forskare vid Uppsala universitet.

Fann vad de sökte

Forskarna sökte därför systematiskt i flera år efter lava som var så ursprunglig som möjligt. Till slut fann de vad de sökte. De har nu analyserat sammansättningen av syreisotoper i sina prover för att få svar på var stenarna bildats. Stenar nära jordytan har nämligen en helt annan sammansättning än stenar som kommer nerifrån jordens mantel. Analysresultaten visade på lavan kom djupt inifrån jorden. Det tyder alltså på att magmareservoaren får ett tillflöde av ny magma från jordens mantel.

Uttnyttja tiden till nästa superutbrott

Den nya kunskapen är viktig för att förstå hur stora, komplexa vulkaner fungerar.
– Supervulkanutbrott kan orsaka gigantiska katastrofer. Det senaste som skedde på jorden var Tobas superutbrott i Indonesien för 73 000 år sedan och det anses ha lett till att människan nästan utrotades. Även om vi inte kan förhindra att superutbrott sker gör vi klokt i att utnyttja tiden fram till nästa utbrott med lära oss så mycket som möjligt för att öka chanserna för våra samhällen att överleva en sådan prövning, säger Valentin Troll.

Publikation:

Studien publiceras i en artikel i tidskriften Scientific Reports.
Referens: Osvaldo González-Maurel et al. (2020) Constraining the sub-arc, parental magma composition for the giant Altiplano-Puna Volcanic Complex, northern Chile, Scientific Reports. DOI:10.1038/s41598-020-63454-1

Supervulkaner

Superutbrott sker i snitt inte ens var 10 000:e år, men de är så kolossala att de kan få apokalyptiska följder och ge en långvarig global nedkylning. Vid ett sådant utbrott slungas ofantliga mängder vulkaniskt material ut, minst tusen gånger så mycket som vid Vesuvius utbrott år 79 då den romerska staden Pompeji med omnejd begravdes.

Supervulkaner är inga berg. Efter utbrottet kollapsar marken över den tömda magmakammaren och en försänkning, en så kallad kaldera, bildas som kan vara flera mil i diameter.

Som supervulkaner räknas bland andra Yellowstone i USA, Toba i Indonesien och Taupo-vulkanen på Nya Zeeland.