Wulkanolodzy szacują, że na świecie istnieje kilka superwulkanów. Mogłyby one wybuchnąć z taką siłą, że skutki byłyby katastrofalne: nie tylko dla ludzkiej cywilizacji, ale być może dla całego życia na Ziemi. Wybuchy superwulkanów są nawet tysiące razy silniejsze od największych erupcji zwykłych wulkanów.

Takie supererupcje powodują gigantyczne zniszczenia w promieniu tysięcy kilometrów. Objętość materiału wulkanicznego wyrzuconego przez superwulkan przekracza 1000 km3. Uwalnia on też olbrzymie ilości tlenków siarki do atmosfery, co obniża temperaturę na całym globie.

Do tej pory znaleziono ślady kilkudziesięciu takich erupcji. Superwulkan w Parku Narodowym Yellowstone wybuchł ostatnio 640 tys. lat temu. Toba na Sumatrze – około 74 tys. lat temu. Ostatni taki wybuch – wulkanu Taupo na Nowej Zelandii – wydarzył się około 26,5 tysiąca lat temu. Wybuchy superwulkanów, o czym wiemy z geologicznych badań, zdarzają się średnio co 50–100 tysięcy lat.

Kiedy nastąpi następny i czy będziemy mieć czas, żeby się na to przygotować? Postanowili to zbadać naukowcy z Uniwersytetu w Genewie i Pekinie. Przyjrzeli się wulkanowi Toba na indonezyjskiej Sumatrze.

– Widzimy, że wyspa ta stopniowo się unosi, co wskazuje, że wulkan jest aktywny, a pod powierzchnią gromadzi się lawa – mówi Ping-Ping Liu, geolog z Uniwersytetu w Pekinie.

Erupcja superwulkanu Toba była trudna do wyobrażenia

W ciągu ostatnich kilku milionów lat Toba wybuchał czterokrotnie. Dwie jego supererupcje były największymi na Ziemi. Pierwsza z nich nastąpiła 840 tys. lat temu, druga zaś 75 tysięcy lat temu.

Każda z nich wyrzuciła trudną do wyobrażenia ilość materiału – około 2,8 tys. km3. To mniej więcej 70 tysięcy razy tyle, co trwająca obecnie erupcja wulkanu La Palma. Taka objętość skał i popiołów zajęłaby dwie trzecie całego Wielkiego Kanionu Kolorado, a Polskę pokryłaby warstwą o grubości jednego centymetra.

Poza tym wulkan Toba wybuchał też – choć ze „zwykłą” już siłą – 1,4 mln oraz 500 tys. lat temu. Magma zalegająca pod superwulkanem nie musi eksplodować – może ulec przekształceniu w nieszkodliwy batolit. Może także dojść do spokojnego wylewu lawy, który będzie trwał miesiącami i będzie stosunkowo nieszkodliwy.

Supererupcje wulkanu Toba zachodzą coraz częściej

W czasie prowadzenia badań naukowcy analizowali właściwości cyrkonu. To minerał, który może zawierać ślady uranu. Jego radioaktywne izotopy z czasem zamieniają się w ołów. Zmierzenie proporcji ołowiu do uranu w cyrkonach jest więc dobrym sposobem datowania.

W ten sposób badacze ustalili, że supererupcja wulkanu Toba, która miała miejsce 840 tysięcy lat temu, poprzedzona była niemal 1,5 mln lat akumulacji magmy pod powierzchnią. Supererupcję sprzed 75 tysięcy lat z kolei poprzedziła akumulacja magmy trwająca 600 tysięcy lat.

Naukowcy sądzą, że to wynik „błędnego koła”. Im więcej magmy ogrzewa skorupę ziemską, tym wolniej się magma ochładza i tym szybciej następuje jej akumulacja. Sugeruje to, że odstęp między supererupcjami ulega skróceniu.

Obecnie, jak szacują badacze, pod powierzchnią zgromadziło się około 320 km3 magmy. Ale kiedy nastąpi kolejna erupcja i czy będzie aż tak potężna?

Wybuchu superwulkanu nie poprzedza nic zjawiskowego

– Następna supereupcja powinna nastąpić w ciągu 600 tysięcy lat – twierdzi Liu. Ale naukowcy nie wykluczają, że przed nią nastąpią słabsze wybuchy wulkanu Toba.

Badacze nie znaleźli natomiast dowodów na to, że supererupcje poprzedza coś szczególnego. Innymi słowy, żadne oznaki nie pozwalają przewidzieć, czy dojdzie do „zwykłego” wylewu lawy, czy gwałtownej supererupcji – donoszą w pracy opublikowanej w czasopiśmie naukowym „PNAS”.

– Nasze badania wskazują, że supererupcji nie poprzedzają żadne ekstremalne zjawiska. Nie ma w tym nic filmowego, żadnych trzęsień ziemi, gwałtownego unoszenia się powierzchni ziemi. Wulkan Toba drzemie w ciszy, a wszystko zachodzi pod ziemią. Analizy cyrkonów pozwalają nam tylko stwierdzić, jaka może być skala zjawiska – mówi Luca Caricchi z Uniwersytetu w Genewie i współautor pracy.

Źródła: University of Geneva, PNAS.