Pod Pacyfikiem ukrywa się gigantyczny wulkan większy niż Mauna Loa

Głęboko pod spokojną taflą Pacyfiku naukowcy natrafili na kolosa, który zupełnie nie przypomina typicznej, stożkowatej góry wulkanicznej.

Rozległa struktura, znana jako Tamu Massif, przez lata myliła badaczy. Na mapach dna oceanu wyglądała jak kilka osobnych wzniesień, tymczasem okazuje się jednym, ogromnym wulkanem, który zmienia skalę tego, co dotąd sądziliśmy o wulkanizmie na Ziemi.

Wulkan ukryty 2 kilometry pod poziomem morza

Tamu Massif leży na wyniesieniu dna oceanicznego zwanym Shatsky Rise, mniej więcej 1600 kilometrów na wschód od Japonii. Całość spoczywa na głębokości około 6500 stóp, czyli mniej więcej 2 kilometrów pod powierzchnią oceanu, a jego podstawa sięga prawie 4 mil głębokości, czyli około 6,4 kilometra.

Przez długi czas geolodzy traktowali ten obszar jak trzy osobne wulkany lub kompleks wzgórz. Dopiero szczegółowe badania sejsmiczne pokazały ciągłe, nieprzerwane pokrywy lawowe, które łączą wszystko w jedną całość.

Tamu Massif tworzy jeden spójny system wulkaniczny o powierzchni około 120 tysięcy mil kwadratowych – obszar porównywalny z amerykańskim stanem Nowy Meksyk.

Ta powierzchnia oznacza, że żaden inny wulkan na Ziemi nie może się z nim równać pod względem zasięgu. Co istotne, nie mówimy o łańcuchu gór czy szeregu kraterek, ale o jednym, ogromnym organizmie geologicznym z wspólną historią powstania.

Jak z trzech pagórków zrobił się jeden superwulkan

Badacze przez lata posługiwali się roboczymi określeniami typu „ten po lewej” czy „ten po prawej”, bo nikt nie miał pewności, jak nazwać poszczególne elementy na mapie dna oceanu. Nie nadano im nawet formalnych nazw, co dobrze pokazuje, jak niejasny był obraz tego regionu.

Przełom przyniosła analiza danych sejsmicznych, czyli „skanów” wnętrza skorupy ziemskiej wykonywanych falami akustycznymi. Okazało się, że pod warstwą osadów i fragmentów skał kryją się potężne, ciągłe pokrywy lawowe, które rozchodzą się promieniście od jednego centralnego źródła.

• ciągłe warstwy lawy przechodzące z „jednego pagórka” w drugi,
• zbieżny wiek skał w całym obszarze,
• spójna budowa wewnętrzna wskazująca na wspólne ognisko magmowe.

To wystarczyło, by spojrzeć na cały segment Shatsky Rise zupełnie inaczej: jako na pojedynczy, rozlany wulkan tarczowy, a nie na zbiór niezależnych form terenu.

Nietypowy wulkan: bardziej tarcza niż góra

Tamu Massif nie wygląda jak „książkowy” wulkan znany ze zdjęć z Hawajów czy Etny. Zamiast wyraźnego stożka ma formę bardzo rozległej, łagodnie wygiętej tarczy.

Badacze zwracają uwagę, że gdyby można było stanąć na jego zboczu, człowiek miałby problem, by stwierdzić, w którą stronę prowadzi spadek. Nachylenie jest tak małe, że niemal niewyczuwalne. To efekt ogromnych ilości lawy, które rozlewały się na setki kilometrów od centralnego punktu, zamiast budować stromy wierzchołek.

Tak rozległy, a przy tym stosunkowo płaski profil sprawia, że Tamu Massif zbliża się bardziej do gigantycznych struktur znanych z Marsa niż do większości ziemskich wulkanów oceanicznych.

Porównanie z gigantem z Marsa i hawajskimi wulkanami

Skala Tamu Massif tak bardzo wykracza poza typowe ziemskie przykłady, że badacze zestawiają go z Olympus Mons – największym wulkanem w całym Układzie Słonecznym. Oba obiekty należą do tej samej „ligi” rozmiarów, choć oczywiście powstały w innych warunkach planetarnych.

Dla porównania Mauna Loa na Hawajach, uznawany dotąd za największy czynny wulkan na Ziemi, zajmuje obszar około 2 tysięcy mil kwadratowych. To zaledwie ułamek powierzchni Tamu Massif. Różnica jest tak ogromna, że zmusza geologów do przemyślenia, jak klasyfikują i opisują wielkie wulkany oceaniczne.

Tamu Massif zajmuje obszar około 60 razy większy niż Mauna Loa, a jego budowa przypomina megatarczę znaną dotąd głównie z badań Marsa.

145 milionów lat historii zapisanej w lawie

Analizy skał wskazują, że gigant zaczął formować się około 145 milionów lat temu, w okresie, gdy po Ziemi chodziły jeszcze dinozaury. Wzrost Tamu Massif wymagał kolosalnej objętości magmy wydobywającej się z płaszcza Ziemi, czyli głębszej warstwy pod skorupą.

Lawowe potoki wypływały z centralnego ogniska magmowego i rozprzestrzeniały się we wszystkich kierunkach, aż wulkan osiągnął swoją imponującą rozpiętość. Badacze uważają, że aktywność wygasła stosunkowo szybko w skali geologicznej – po uformowaniu megastruktury wulkan zapadł w długi sen.

Dzięki temu Tamu Massif stał się swoistą „zamrożoną klatką filmową” pokazującą, jak wygląda efekt ekstremalnie intensywnej, ale ograniczonej w czasie aktywności magmowej pod oceanem.

Co takie znalezisko mówi o wnętrzu Ziemi

Choć Tamu Massif nie stanowi dziś zagrożenia erupcją, ma ogromną wartość naukową. Pokazuje, do czego zdolne jest wnętrze planety, gdy warunki sprzyjają długotrwałemu dopływowi magmy w jednym miejscu. Geolodzy mogą na tej podstawie lepiej zrozumieć mechanizmy kształtujące dna oceaniczne i powstawanie tzw. płaskowyżów oceanicznych.

Takie struktury potrafią zmieniać przebieg prądów głębinowych, a więc pośrednio wpływać także na klimat. Ich ciężar i rozmieszczenie oddziałują na ruch płyt tektonicznych. Dlatego Tamu Massif staje się idealnym „laboratorium” do analiz procesów, które zwykle zachodzą głęboko ukryte pod osadami i wodą.

Dlaczego geologia głębin coraz bardziej interesuje naukowców

Dno oceaniczne pozostaje słabiej poznane niż powierzchnia Marsa czy Księżyca. Struktury takie jak Tamu Massif pokazują, że pod wodą kryją się formacje, które potrafią całkowicie zmienić obraz geologii Ziemi.

Nowoczesne techniki – jak sejsmika refleksyjna, precyzyjne pomiary grawimetryczne czy mapowanie 3D dna oceanu – otwierają drogę do identyfikowania kolejnych ukrytych „kontynentów” lawy. Dla badaczy to szansa na lepsze zrozumienie, jak rozkłada się ciepło w płaszczu Ziemi, jak działają tzw. plamy gorąca i czemu w jednych miejscach dochodzi do powstawania gigantycznych tarcz wulkanicznych, a w innych tylko niewielkich stożków.

Co zwykły czytelnik może z tego wynieść

Tamu Massif jest dobrą ilustracją, że nasza planeta nadal potrafi zaskoczyć, mimo satelitów, sond i setek ekspedycji badawczych. Pod oceanami wciąż kryją się struktury o rozmiarach całych państw, które dopiero czekają na pełne opisanie.

Wiedza o takich megawulkanach pomaga też osadzić w kontekście dyskusje o aktywności geologicznej Ziemi. Pokazuje, że przeszłe epizody intensywnego wulkanizmu mogły w skrajnych przypadkach kompletnie przeobrażać dno oceanów, a przez to wpływać na cyrkulację wody, składy chemiczne i warunki życia w pradawnych morzach. To z kolei łączy geologię z paleoklimatem i ewolucją organizmów, dając pełniejszy obraz historii planety.