Centrum för naturkatastrofslära

CNDS forskare avslöjar mikroskopiska kristaller från supervulkanen

2017-07-14

Nu har forskare hittat förklaringen till vad som orsakade det största vulkanutbrottet under mänsklighetens historia. Vulkanen avslöjades med hjälp av ledtrådar gömda inuti mikroskopiska vulkaniska kvartskristaller

De vulkaner som ligger bakom de allra största utbrotten brukar kallas för supervulkaner. Med sina enorma utbrott påverkar de hela planeten, och kan i värsta fall orsaka dramatiska globala klimatförändringar. Den Indonesiska supervulkanen Toba hade ett sådant utbrott för 73 000 år sedan, då 2800 kubikkilometer vulkanisk aska kastades upp i atmosfären, och sedan regnade ned och täckte enorma områden i Indonesien och Indien.

Hur sådana enorma mängder magma kan bildas i jordskorpan, och vad som förmår den magman att komma ut i ett enda stort explosivt utbrott har länge varit ett mysterium. Men nu har forskare vid Uppsala universitet tillsammans med sina kollegor runt om i världen hittat avgörande ledtrådar inuti mikroskopiska kvartskristaller i vulkaniska stenar och aska.

– Kvartskristallerna som bildas inne i magman registrerar vad som händer i magman innan utbrottet, ungefär på samma sätt som årsringar i ett träd. När något ändras i kristallerna tillväxtmiljö (magman) så påverkas dess ”årsringar”. Problemet är bara att kristallerna är mikroskopiska, och varje ”årsring” är några tusendels millimeter stora, och de är därför mycket svåra att analysera, säger Dr. David Budd.

Forskarna har analyserat mängder av dessa små kvartskristaller och har kartlagt hur isotopsammansättningen varierar i olika ”årsringar”. Det visar sig att de yttersta delarna av kristallerna har betydligt lägre nivåer av den tunga syreisotopen 18O jämfört med den lättare 16O.

­

– Dessa låga nivåer av 18O just i utkanten av kristallerna betyder att någonting förändrades i magman alldeles innan det stora utbrottet. Förklaringen till det är att magman smälte upp en viss typ av bergart som innehåller ovanligt lite 18O. Dessutom innehåller den bergarten stora mängder vatten som frigörs i kontakt med magman och bildar vattenånga, vilket i sin tur ökar gastrycket så att magman blir explosiv. Vi har alltså hittat den tändhatt som förklarar hur utbrottet kunde bli så exceptionellt explosivt, förklarar Dr. Frances Deegan.

Lyckligtvis sker supervulkanutbrott väldigt sällan, men konsekvenserna är desto större.

– Biologer har tidigare visat att detta supervulkanutbrott var nära att utrota mänskligheten för 73 000 år sedan. Det dröjer förhoppningsvis tusentals år, men det är bara en tidsfråga innan nästa supervulkanutbrott sker, kanske i Toba, Yellowstone i USA, eller på någon helt annan plats, säger professor Valentin Troll som leder forskargruppen bakom artikeln. Förhoppningsvis vet vi då ännu bättre hur dessa utbrott fungerar, och är bättre förberedda!

läs mer:

Ladda ned artikeln: Budd, D.A., Troll, V.R., Deegan, D.M., Jolis, E.M., Smith, V.C., Whitehouse, M.J., Harris, C., Freda, C., Hilton, D.R., Halldórsson, S.A., & Bindeman, I.N. (2017) Magma reservoir dynamics at Toba caldera, Indonesia, recorded by oxygen isotope zoning in quartz. Scientific Reports | 7:40624 | DOI: 10.1038/srep40624 1

Kontakt: Valentin Troll