Har du nogensinde rystet en sodavand og så åbnet den? 🔬🌋
Så ved du præcis, hvad der sker: brus over det hele. Det viser sig, at vulkaner stort set er kæmpe, planet-store sodavandsflasker. Og at forstå, hvordan de "ryster op", kan redde liv.
Forskere fra Cornell Universitet har lige offentliggjort forskning, der fuldstændig har ændret vores forståelse af vulkanske udbrud. Deres genstand? Mount Etna i Italien — en af de mest aktive vulkaner på Jorden, og tilsyneladende også en af de mest skizofrene.
To udbrud, to fuldstændig forskellige historier
Det vilde er: Forskerne undersøgte to store udbrud fra Etnas fortid, og de lå ikke så langt fra hinanden i geologisk tid. Ét skete omkring 122 f.Kr. (ja, før år 1), og det andet for cirka 4.000 år siden. Men måden disse udbrud skete på kunne ikke have været mere forskellig.
Udbruddet i 122 f.Kr. var et stort ét — vi taler Plinian-niveau, den mest eksplosive klasse af udbrud opkaldt efter Plinius den Ældre, som berømt beskrev Mount Vesuvs apokalyptiske udbrud i 79 e.Kr. Men her er pointen: Dette udbrud eksploderede ikke bare ud af ingenting.
Magmaen begyndte at stige op fra omkring 22 kilometers dybde. Det er cirka afstanden fra overfladen til rummets grænse, hvis man skal sætte det i perspektiv. Men i stedet for at fare mod overfladen, som man ville forvente af et stort udbrud, blev magmaen doven. Den steg langsomt op, og stoppede så grundlæggende bare og hang ud i kun 2 til 5 kilometers dybde i flere uger.
Kan du forestille dig det? Uger med stigende tryk, mens magmaen bare sad der og langsomt slap gas ud som en langsomt afladende ballon. Og så, endelig, boom — udbruddet skete. Uger af opbygning til hovedbegivenheden.
Sammenlign det med det andet
Fall Stratified-udbruddet for cirka 4.000 år siden? Fuldstændig anden personlighed. Denne magma skød op fra endnu dybere — vi taler 24 til 30 kilometers dybde — og nåede overfladen på blot nogle timer.
Timer. Ikke dage, ikke uger. Timer.
Hvad er forskellen på de to udbrud? Ifølge professor Esteban Gazel, som ledede forskningen, handler det hele om, hvilke gasser der var opløst i magmaen.
Den hemmelige ingrediens: Usynlig gas
Her bliver det lidt videnskabeligt, men hæng på, for det her er virkelig fedt.
Vulkaner indeholder volatiler — grundlæggende gasser som vand og kuldioxid, der er fanget inde i den smeltede sten. Tænk på dem som kulsyren i din sodavand. Når forholdene ændrer sig, kan disse gasser adskille sig fra magmaen hurtigt og skabe det tryk, der fører til eksplosioner.
Forskerholdet udviklede en teknik med Raman-spektroskopi til at undersøge mikroskopiske krystaller, der var dannet inde i magmaen. Disse krystaller indeholder mikroskopiske gasbobler — vi taler utroligt små, måske 1 til 10% af en menneskehårs tykkelse. Ved at analysere disse bobler kunne de finde trykket, som fortæller dem dybden, som fortæller dem historien om, hvordan udbruddet udfoldede sig.
Hvad fandt de? Udbruddet, der tog timer, havde en meget højere koncentration af kuldioxid. Udbruddet, der tog uger, var mere styret af vand.
Nogle vulkaner er mest CO2 (som dem på oceanøer), og nogle er mest styret af vand (som dem i subduktionszoner). Men Etna? Etna har begge dele, der konkurrerer om kontrollen. Og når CO2 vinder, går tingene stærkt og dybt. Når vand overtager, sker det på lavere niveauer og udvikler sig langsommere.
Hvorfor skulle vi bry os?
Her er hvorfor det her betyder noget. Hvis forskere kan finde ud af, hvad der foregår under overfladen på en vulkan, kan de lave bedre forudsigelser om, hvilken slags udbrud der kan ske næste gang.
Forestil dig, at du kan fortælle, om en vulkan er på vej mod et ugelangt udbrud, der giver folk tid til at evakuere, eller om den er ved at skyde magma op fra dybet på blot timer med næsten ingen advarsel. Den information kunne bogstaveligt redde tusindvis af liv.
Professor Gazel sammenlignede vulkaner med sodavandsflasker, hvilket jeg godt kan lide. Åbn én forsigtigt, og du kan hælde dig en dejlig drink. Ryst den først, og du får en eksplosion. Hans laboratorium prøver at finde ud af præcis, hvor meget rysten der sker under overfladen.
Konklusionen
Mount Etna kan se ud som en venlig kæmpe fra overfladen — den har været aktivt erupterende i århundreder og er endda et populært turistmål. Men grav lidt dybere (bogstaveligt talt), og du finder en vulkan med flere personligheder, der er i stand til drastisk forskellig adfærd afhængigt af usynlige kemiske kampe miles under vores fødder.
Næste gang du åbner en sodavandsflaske, så tag et øjeblik til at sætte pris på, at et sted i Italien laver planeten noget bemærkelsesværdigt lignende — bare i en lidt større skala. Og takket være forskere, der er villige til at analysere krystaller tyndere end et menneskehår, lærer vi langsomt at læse advarselstegnene.
Ret fantastisk, ikke?