En supervulkan er en vulkan som har produsert et utbrudd med en vulkansk eksplosivitetsindeks på 8, det høyeste registrerte tallet på indeksen.
Mens magmaet som leverer superutbrudd utvikler seg over lange perioder, forstyrrer magmaet skorpen og bryter deretter ut i løpet av tiår.
Superutbrudd skjer når enorme magmaansamlinger dypt i jordskorpen, skapt over millioner av år, reiser raskt til overflaten og knuser allerede eksisterende stein, ifølge nyere forskning fra Universitetet i Bristol og Scottish Universities Environmental Research Centre.
Et internasjonalt team av forskere var i stand til å demonstrere, ved hjelp av en modell for jordskorpestrøm, at eksisterende plutoner – kropper av påtrengende stein laget av størknet magma eller lava – ble dannet over noen millioner år før fire kjente enorme superutbrudd og at forstyrrelsen av disse plutonene av nylig plasserte magmaer skjedde ekstremt raskt. Mens magmaet som leverer superutbrudd finner sted over en lengre periode, forstyrrer magmaen skorpen og bryter deretter ut i løpet av bare noen tiår.
Forskningen, som nylig ble publisert i tidsskriftet Naturforklarer disse sterke forskjellene i tidsintervaller for magmagenerering og utbrudd ved strømmen av varm, solid skorpe som svar på magmaens oppstigning, noe som forklarer både sjeldenheten til disse utbruddene og deres enorme volum.
Professor Steve Sparks ved Bristols School of Earth Sciences forklarte: «Livtiden til plutoniske og beslektede vulkanske systemer står i kontrast til korte tidsskalaer for å sette sammen grunne magmakamre før store utbrudd av smeltet stein. Krystaller dannet fra tidligere magmapulser, medført i magmaer som bryter ut, lagres ved temperaturer nær eller under solidus i lange perioder før utbruddet og har vanligvis svært kort opphold i vertsmagmaer i bare tiår eller mindre.»
Denne studien sår tvil om tolkningen av langvarig lagring av gamle krystaller ved temperaturer høye nok til at noen smeltede bergarter kan være tilstede, og indikerer krystallene som stammer fra tidligere plasserte og fullstendig størknede plutoner (granitter).
Forskere har visst at vulkanske superutbrudd skyter ut krystaller som stammer fra eldre bergarter. Men før dette ble de antatt å ha sin opprinnelse i varme miljøer over smeltepunktene til stein. Tidligere studier som viser at magmakamrene for superutbrudd dannes veldig raskt, men det var ingen overbevisende forklaring på denne raske prosessen. Mens modellering antydet at supervulkaniske utbrudd måtte innledes med svært lange perioder med plassering av granittpluton i den øvre skorpen, manglet bevis for denne slutningen i stor grad.
Prof Sparks la til: «Ved å studere alderen og karakteren til de små krystallene som bryter ut med smeltet stein, kan vi hjelpe til med å forstå hvordan slike utbrudd skjer. Forskningen gir et fremskritt i å forstå de geologiske omstendighetene som gjør at superutbrudd kan finne sted. Dette vil bidra til å identifisere vulkaner som har potensial for fremtidige superutbrudd.»
Slike utbrudd er svært sjeldne, og Bristol-forskere anslår at bare ett av disse typer utbrudd forekommer på jorden hvert 20.000. år. Slike utbrudd er imidlertid svært ødeleggende lokalt og kan skape alvorlige klimaendringer i global skala som vil få katastrofale konsekvenser.
Referanse: “Tidsskalaer for plutonvekst, magmakammerdannelse og superutbrudd” av ME van Zalinge, DF Mark, RSJ Sparks, MM Tremblay, CB Keller, FJ Cooper og A. Rust, 3. august 2022, Natur.
DOI: 10.1038/s41586-022-04921-9
Studien ble støttet av gruveselskapet BHP og av NERC.