Diep onder het aardoppervlak sluimeren twee supervulkanen van onvoorstelbare wreedheid in de Amerikaanse staten Californië en Wyoming. Als ze exploderen, zal binnen een paar uur het hele westelijke deel van de Verenigde Staten bedekt zijn met een dikke laag vulkanisch stof. Elk van deze vulkanen is in de afgelopen twee miljoen jaar minstens vier keer ontploft! Vuurspuwende monsters van vergelijkbare kracht wachten op hun tijd in de diepten van Indonesië en Nieuw-Zeeland.
het aftellen is begonnen
De uitbarsting van een supervulkaan in vernietigende kracht kan alleen worden vergeleken met de val van een middelgrote asteroïde. Maar dit monster wordt tien keer vaker wakker - ongeveer eens in de honderdduizend jaar - en veroorzaakt de meest dramatische natuurramp die de mensheid zou kunnen overkomen. Bovendien zullen naast de kortstondige gevolgen van deze tragische gebeurtenis ook op afstand, bijvoorbeeld, onvoorspelbare veranderingen in het mondiale klimaat optreden. Het is daarom niet verwonderlijk dat de onderzoekers zo graag de redenen voor dit fenomeen willen begrijpen, zodat, als ze deze dodelijke ramp niet willen voorkomen, die mensen natuurlijk niet kunnen doen, ze het dan tenminste moeten voorzien. Wetenschappers houden zich al sinds de jaren vijftig bezig met dit probleem, maar pas in de afgelopen decennia is er een tastbare doorbraak gekomen in het begrijpen van de mechanismen die binnen supervulkanen werken.
Calderas
Het woord "caldera" komt van de Spaanse caldera, wat "grote ketel" betekent, en verwijst naar een ovale of cirkelvormige holte op de top van een vulkaan, meestal gevormd na een uitbarsting. Er zijn caldera's van 30-60 kilometer groot en enkele kilometers diep. Ze ontstaan meestal wanneer ondergrondse holtes onder vulkanen (vulkanologen noemen ze magmakamers) overstromen, en hogedrukmagma breekt door openingen die zijn "verstopt" door gestolde rotsmassa's. En er is een explosie! De bovengenoemde enorme caldera's werden gegenereerd door echte supervolkanen, honderden en duizenden keren groter dan die welke wetenschappers kennen! Het is duidelijk dat de magmakamers onder deze caldera's monsterlijk groot waren.
Yellowstone National Park herbergt drie relatief jonge caldera's van supervulkanen. Ze werden op verschillende tijdstippen gevormd - 640 duizend jaar geleden, 1,3 miljoen en 2,1 miljoen jaar geleden.
Promotie video:
Magma kamers
In de afgelopen twee miljoen jaar hebben vier supervulkanen in de gebieden van Yellowstone National Park in Wyoming, Long Valley in Californië, Toba op Sumatra en Taupo in Nieuw-Zeeland 750 kubieke kilometer magma uit de ingewanden van onze planeet verdreven!
Sinds het midden van de jaren zeventig zijn er onderzoeken uitgevoerd naar de eigenaardigheden van de vorming van magmakamers. Superuitbarstingen treden op als gevolg van het verschijnen van verticale scheuren onder invloed van magma-druk die het aardoppervlak bereiken. Magma stijgt langs deze scheuren en vermenigvuldigt hun aantal in een cirkel. Er wordt een soort ring gevormd, waarbinnen een massieve cilinder wordt gevormd, verstoken van ondersteuning. Het stort in de lege magmakamer, als het dak van een huis dat zijn muren heeft verloren! Deze ineenstorting perst het resterende magma en de gassen in de kamer naar buiten en snelt in de ringvormige ventilatieopeningen.
Kleine kristallen zullen het grote probleem oplossen
Er is al lang waargenomen dat brokken vulkanisch gesteente zijn samengesteld uit kleine kristallen. Pas tegen het einde van de jaren tachtig werd het echter mogelijk om een grondiger onderzoek naar hen te beginnen. In het afgelopen decennium zijn geochemici serieus geïnteresseerd geraakt in kristallen van het zirkoonmineraal, die deel uitmaken van vulkanisch gesteente. Het mineraal trok hun aandacht door zijn hoge weerstand tegen hoge temperaturen en druk. Het bleek dat zirkoonkristallen zuurstof-18 bevatten, dat geen 8 neutronen in de atoomkern heeft, zoals in atmosferische zuurstof, maar 10! Bovendien was er in de bestudeerde monsters van zirkoonkristallen weinig zuurstofisotoop - minder dan in magma! Dit betekende dat de zirkoon werd gevormd uit rotsen gewassen door regen of afbrokkelende sneeuw!Op basis van de studie van zirkoonkristallen waren geochemisten in staat een methode uit te werken om de waarschijnlijkheid van dreigende supervulkaanuitbarstingen te beoordelen. Toegegeven, er worden verschillende meningen geuit over de interpretatie van de gemaakte schattingen. Sommige geochemici voorspellen in ieder geval het aanstaande begin van een nieuwe cyclus van vulkanisme.
Er ontstonden onenigheid over de gevolgen van de superuitbarstingen. De explosieve aard van het vrijkomen van magma uit de magmakamers wordt bepaald door twee factoren: de viscositeit van deze stof, dat wil zeggen de uitstroomsnelheid, en het drukverschil in de magmakamer en op het aardoppervlak. Om deze aanname te testen, zijn speciale onderzoeken uitgevoerd. Bestudeerde in het bijzonder de aard van de uitstroom van magma op microscopisch niveau.
Gevolgen van superuitbarstingen
Er werden verschillende modellen van deze processen overwogen. In één versie werd een grootschalige uitbarsting van supervulkanen in Long Valley en in Yellowstone National Park gesimuleerd onder de voorwaarde van oververhitting van as en gassen, die in dit geval de bovenste lagen van de stratosfeer zouden binnendringen tot een hoogte van 50 kilometer. Terwijl het "dak" boven de magmakamer instort, zullen enorme grijze wolken die uit de luchtopening barsten zich horizontaal rond de caldera verspreiden. Deze stromen, die tussenliggende formaties zijn tussen lava en as, zullen zich extreem snel verspreiden - met snelheden tot 400 kilometer per uur! Auto's en zelfs lichte vliegtuigen zullen er niet uit kunnen "ontsnappen". Bovendien zullen stromen grijze wolken erg heet zijn - tot een temperatuur van 600-700 graden Celsius.
Dat betekent dat ze alles rondom binnen een straal van tientallen kilometers zullen verbranden. De hierboven genoemde grijze wolken zullen nog meer onheilspellende en verstrekkende gevolgen hebben.
In een gebied van honderden kilometers rond de supervulkaan vallen gedurende enkele dagen of zelfs weken brokken witgrijze as uit. Zelfs binnen 300 kilometer zal de dikte van de gevallen as minstens een halve meter zijn. Als het zich mengt met regen, zullen natte en daarom zware as de daken van veel woongebouwen instorten. Binnen een straal van 200 kilometer rond de caldera zal het zelfs 's middags zo donker zijn als schemering. Naast wat er is gezegd, zullen we het hebben over stroomstoringen in steden, verstopping van de bevaarbare rivieren door as en onherstelbare schade aan de landbouw.
Een andere factor is zwavelzuur
Van de vele gassen die door vulkanen worden uitgestoten, is zwaveldioxide bijzonder schadelijk voor het milieu. Reageert met zuurstof uit de lucht en water, en vormt druppels uiterst giftig zwavelzuur. Het zijn deze druppels die het zonlicht blokkeren, de dag in de nacht veranderen en onze planeet "voorzien" van een koudegolf. Deze situatie begint te lijken op de beruchte "nucleaire winter", voorspeld als de rampzalige uitkomst van een nucleaire oorlog. De eigenaardigheid van hydrologische cycli op aarde is zodanig dat zelfreiniging van de planeet tegen de gevolgen van supervulkanische uitbarstingen tientallen jaren zal duren! Interessant is dat in 1996 glaciologen monsters van ijsbedekking van Groenland en Antarctica onderzochten en daar sporen van zwavelzuur vonden in lagen die in de tijd overeenkwamen met de uitbarsting van de Toba-vulkaan op Sumatra, die 74 duizend jaar geleden plaatsvond!Toen werd uit de ingewanden van de planeet 2800 kubieke kilometer lava en as verdreven, en de wereldwijde luchttemperatuur daalde gemiddeld met 5-15 graden Celsius! Overigens ontdekten de onderzoekers dat het grootste deel van het zwavelzuur in zes jaar tijd uit het ijs verdampt!
Laten we ozon niet vergeten
Geochemisten hebben een speciale studie uitgevoerd naar een bijzonder effectief oxidatiemiddel - ozon. Het is een gas dat al het leven op aarde beschermt tegen de schadelijke ultraviolette straling van de zon. Wanneer ozon in de stratosfeer interageert met zwaveldioxide, wordt zuur gevormd, dat met regen op de grond valt. Hier heeft ze interactie met vulkanische as. Zo treedt een verdunning van de beschermende ozonlaag op.
Als gevolg van de uitbarsting van Mount Pinatubo in 1991 op de Filippijnen, werd de beschermende ozonlaag in de atmosfeer met 3-8 procent uitgedund!
Tijdschrift: Secrets of the 20th century №22. Auteur: Leonid Prozorov