Wybuchy wulkanów, należą do najbardziej spektakularnych zjawisk na Ziemi – kojarzą nam się z rozżarzonymi rzekami lawy i wznoszącymi się pióropuszami popiołu. Chociaż wiele naziemnych erupcji zapisało się na kartach historii, zdecydowana większość wulkanicznej aktywności na naszej planecie ma miejsce głęboko pod oceanami.  

Podwodne erupcje mogą być nawet bardziej imponujące od lądowych. Uwalniana przez nie energia jest tak potężna, że mogłaby zasilić całe kontynenty. Niedawno poinformował o tym zespół wulkanologów z Uniwersytetu w Leeds na łamach „Nature Communications”. 

Powstawanie i dynamika tych megawulkanów, a także ich wpływ na środowisko fascynują naukowców od lat. Jednak ze względu na to, że erupcje występują w ekstremalnie niedostępnych regionach naszej planety, badanie tych zjawisk jest nie lada wyzwaniem. 

Moc, jakiej nikt sobie nawet nie wyobrażał 

Żeby ominąć tę przeszkodę, Sam Pegler i David Ferguson, wulkanolodzy z Uniwersytetu w Leeds wykorzystali zarówno rzeczywiste obserwacje, jak i symulacje matematyczne. Zespół oparł się na informacjach zebranych przez inną grupę naukowców, którzy badali przepływ lawy na północno-wschodnim Pacyfiku, a swoje wyniki opublikowali w 2009 roku w czasopiśmie “Journal of Volcanology and Geothermal Research”. Ówczesne badania wykazały, że ujście podwodnego wulkanu ogrzewa tam wodę morską, tworząc z niej „pióropusze”, które mogą przenosić fragmenty wulkanicznych skał i mniejsze cząstki znane jako materiał piroklastyczny nawet na odległość do 5 kilometrów od miejsca erupcji.  

Na podstawie badań swoich poprzedników Peglar i Ferguson próbowali pokazać, że ruch materiału piroklastycznego w tych pióropuszach "może być wykorzystany do określenia szybkości wyładowania energii związanej z erupcjami wulkanicznymi". Innymi słowy, naukowcy opracowali model, który pozwala oszacować ilość energii uwalnianej przez eksplozje na dnie morza. To, co udało im się ustalić, jest oszałamiające – ta pojedyncza erupcja stworzyła wyrzut o mocy, która spokojnie zaspokoiłaby potrzeby energetyczne całych Stanów Zjednoczonych. 

Porównanie to jest jednak tylko przenośnią. Na obecnym etapie rozwoju technologii nie istnieje sposób na to, by podłączyć się do tego podwodnego źródła energii. Ostatecznie potwierdziły to wstępne badania, wedle których tego rodzaju zjawiska są przejściowe i zbyt niedostępne, by ludzie mogli wykorzystać ich potencjał. 

Podwodne erupcje a życie w oceanie 

Energia, która powstaje w wyniku podwodnych erupcji, to tylko jedna strona medalu. Naukowcy już wiedzą, że nie jesteśmy w stanie z niej korzystać, ale to nie oznacza, że ich odkrycie nie jest istotne.  

Badacze postanowili przyjrzeć się również temu, jak te tajemnicze wydarzenia w głębinach wpływają na temperatury i skład chemiczny podwodnego środowiska. Biorąc pod uwagę, że oceany są pełne różnorodnych organizmów, erupcje te mogą również kształtować życie w oceanach w sposób, który nie jest jeszcze do końca zbadany. 

"Życie w głębi oceanu jest podtrzymywane – przy całkowitym braku światła słonecznego i innych składników odżywczych – przez energię oraz chemikalia dostarczane przez aktywność wulkaniczną" – wyjaśnia Ferguson. Oprócz znalezienia nieoczekiwanych form życia wokół dennych kominów hydrotermalnych naukowcy odkryli również zróżnicowane mikrobiomy w obrębie samej stałej skorupy oceanicznej.  

"Nasze wyniki sugerują, że energii dostarcza im aktywność wulkaniczna. Wielu biologów uważa, że w środowisku podobnym do tego, jakie panuje wokół głębinowych systemów hydrotermalnych powstało życie na Ziemi" – dodaje Ferguson. 

Nie tylko lawa podgrzewa wodę w oceanach 

Pegler i Ferguson twierdzą, że te energetyczne wyrzuty nie mogły być jednak napędzane wyłącznie erupcją stopionej lawy ze szczelin w skorupie ziemskiej na dnie morza. Uważają, że w czasie erupcji również kieszenie gorących płynów wewnątrz skorupy ziemskiej są w stanie się z niej uwolnić, co ma bezpośredni wpływ na ogromną moc podwodnych pióropuszy. 

"Nasz wynik sugeruje, że erupcje te wiążą się z ogromnym transferem ciepła do oceanu, a duża część tego ciepła może pochodzić z gwałtownego ujścia rozgrzanych płynów podpowierzchniowych" – wyjaśnia Ferguson. I dodaje, że konieczne są dalsze badania, które pomogą wyjaśnić rolę wulkanicznych gazów w całym procesie. 

Źródło: Nature Communications.