Pod Pacyfikiem znaleziono gigantyczny wulkan starszy niż dinozaury

Głęboko pod wodami Pacyfiku naukowcy natrafili na strukturę tak ogromną, że zmienia spojrzenie na to, jak powstaje dno oceaniczne.

Przez lata traktowano ją jak kilka osobnych wzgórz na mapach dna morskiego. Dopiero szczegółowe pomiary sejsmiczne pokazały, że chodzi o jeden, potężny wulkan sprzed około 145 milionów lat – Tamu Massif.

Gigant ukryty pod Pacyfikiem

Tamu Massif leży na wyniesieniu oceanicznym Shatsky Rise, mniej więcej 1600 kilometrów na wschód od Japonii. Całość spoczywa pod grubą na kilka kilometrów warstwą wody i osadów, poza zasięgiem zwykłych batyskafów turystycznych czy klasycznych ekspedycji nurkowych.

Najwyższy punkt tej struktury znajduje się około 2000 metrów poniżej poziomu morza, natomiast jej podstawa schodzi na głębokość bliską 6,5 kilometra. To gigantyczny, łagodnie rozlany kopiec lawy, który bardziej przypomina rozlaną plamę niż klasyczny stożek wulkaniczny, kojarzony z Hawayami czy Etną.

Tamu Massif uznaje się dziś za największy pojedynczy wulkan na Ziemi – zajmuje obszar około 310 tysięcy kilometrów kwadratowych, porównywalny z powierzchnią Polski.

Wcześniej geolodzy sądzili, że patrzą na trzy odrębne wzniesienia. Źródła naukowe opisywały je niemal żartobliwie jako „to po lewej”, „to po prawej” i „to największe”. Dopiero analiza danych sejsmicznych pokazała ciągłe pokłady stwardniałej lawy, które łączą wszystkie części w jeden spójny organizm.

Jak ustalono, że to jeden wulkan

Kluczowe były badania sejsmiczne – statki badawcze wysyłały w stronę dna morskiego fale akustyczne, a odbite sygnały zdradzały, jak ułożone są skały pod osadami. W ten sposób geolodzy „podświetlili” całe wyniesienie niczym tomograf komputerowy ciało pacjenta.

• rejestrowano grubość i kierunek zalegających warstw lawy,
• porównywano ich wiek i skład chemiczny z różnych części masywu,
• sprawdzano, czy da się wskazać wspólne centralne ognisko magmowe.

Wynik? Wszystkie trzy dotąd wydzielane „kopuły” tworzą jeden system, zasilany w przeszłości z jednego rezerwuaru magmy. Strumienie lawy rozlewały się promieniście na ogromną odległość, budując gigantyczną, spłaszczoną tarczę.

Dane sugerują, że Tamu Massif jest jednym, monstrualnym wulkanem tarczowym, a nie zbiorem luźno powiązanych ośrodków erupcji.

Płaska góra ognia: wulkan, który nie wygląda jak wulkan

Tamu Massif nie przypomina wyobrażeń znanych z podręczników. Zamiast stromej góry mamy do czynienia z delikatnie nachyloną konstrukcją, o tak niewielkim spadku, że stojąc na jej zboczu człowiek miałby problem wskazać, w którą stronę jest „w dół”.

Jak widać, pod względem zasięgu Tamu Massif konkuruje z Olympus Mons na Marsie, uznawanym za największy wulkan w Układzie Słonecznym. W porównaniu z nim Mauna Loa wygląda jak niewielki pagórek.

Wiek: około 145 milionów lat i krótka aktywność

Geolodzy szacują wiek Tamu Massif na mniej więcej 145 milionów lat, czyli wczesną kredę – okres, kiedy po Ziemi chodziły pierwsze dinozaury z „późniejszych” linii ewolucyjnych, a oceany wyglądały zupełnie inaczej niż dziś.

Badania wskazują, że wulkan powstał bardzo szybko w skali geologicznej. Ogromne ilości magmy przedostały się z płaszcza Ziemi ku powierzchni, tworząc rozległe pokrywy lawowe w stosunkowo krótkim czasie. Po fazie intensywnej aktywności Tamu Massif wygasł i od dziesiątek milionów lat pozostaje spokojny.

Dla naukowców to cenny zapis „zrzutu” magmy na niewyobrażalną skalę – coś w rodzaju skamieniałego śladu dawnego kataklizmu we wnętrzu planety.

Co taki kolos mówi o wnętrzu Ziemi

Wulkany tarczowe tej wielkości są bezpośrednio związane z tym, jak zachowuje się płaszcz Ziemi – gorąca, plastyczna warstwa między jądrem a skorupą. Tamu Massif mógł powstać w miejscu długotrwałego „pióropusza” gorącej materii wznoszącej się ku górze lub na styku płyt tektonicznych, gdzie otworzyła się droga dla potężnych ilości magmy.

Takie struktury interesują geologów z kilku powodów:

• pokazują, jak często dochodzi do ekstremalnych erupcji pod oceanami,
• pomagają ocenić, ile gazów i ciepła trafiało do oceanów i atmosfery w przeszłości,
• dostarczają wskazówek, jak powstają ogromne wyniesienia oceaniczne typu Shatsky Rise.

Duże wulkany tarczowe tworzą całe podmorskie płaskowyże, które wpływają na prądy morskie, rozmieszczenie osadów i życie biologiczne. Nawet jeśli sam wulkan od dawna nie jest aktywny, jego kształt nadal steruje tym, jak płynie woda nad dnem i gdzie mogą gromadzić się składniki odżywcze.

Porównanie z Marsa: ziemski rywal Olympus Mons

Porównanie Tamu Massif z Olympus Mons nie jest jedynie efektowną ciekawostką. Pokazuje, że nasza planeta też potrafi wytworzyć struktury o skali zbliżonej do tych z innych planet, choć pod wodą łatwiej je przeoczyć.

Różnica tkwi w szczegółach: na Marsie brakuje aktywnej tektoniki płyt, więc jeden rejon może przez setki milionów lat gromadzić produkty erupcji. Na Ziemi płyty przesuwają się, a fragmenty skorupy stale wnikają z powrotem w głąb płaszcza. Mimo to, w określonych warunkach, takich jak na Shatsky Rise, planeta potrafi stworzyć swojego „superwulkana tarczowego” na dnie oceanu.

Co to oznacza dla ryzyka erupcji

Tamu Massif jest uznawany za wulkan wygasły. Nie ma sygnałów, że w jego rejonie gromadzi się świeża magma, ani że rejon stanowi potencjalne źródło groźnych erupcji w przyszłości. To bardziej archiwum procesów sprzed milionów lat niż tykająca bomba.

Mimo to takie struktury pomagają lepiej zrozumieć, jak działały dawne epizody gwałtownego wylewania law bazaltowych, łączone z masowymi wymieraniami i globalnymi zmianami klimatu. Dzięki nim da się lepiej oszacować skutki podobnych zjawisk w odległej przeszłości i prześledzić ich wpływ na ewolucję oceanów.

Dlaczego podwodne wulkany rzadko trafiają na nagłówki

Wulkany lądowe spektakularnie dymią, wyrzucają popiół i można je pokazać w relacji na żywo. Podmorskie odpowiedniki pracują w ciszy i ciemności, często tysiące metrów pod powierzchnią. Większość z nich rejestrują tylko sejsmografy oraz czujniki umieszczone na dnie.

Tamu Massif przez długi czas był po prostu „plamą” na mapach batymetrycznych. Dopiero połączenie kilku technik – pomiarów grawitacyjnych, sejsmicznych i wierceń badawczych – pozwoliło złożyć w całość historię tego olbrzyma. To pokazuje, jak wiele struktur o podobnej skali może wciąż czekać na solidne rozpoznanie w najgłębszych częściach oceanów.

Jak sobie to wyobrazić bez specjalistycznej wiedzy

Najprościej porównać Tamu Massif do ogromnej, niemal płaskiej patelni z lawy leżącej na dnie Pacyfiku. Jej średnica to kilkaset kilometrów, a grubość – kilka kilometrów skał wulkanicznych. Na takiej „platformie” przez miliony lat osadzały się kolejne warstwy mułu i piasku, całkowicie zasłaniając pierwotne krajobrazy.

Dla osób interesujących się klimatem ważne jest to, że podobne epizody intensywnego wylewania lawy mogły w przeszłości wprowadzać do oceanów i powietrza ogromne ilości dwutlenku węgla i innych gazów. Geolodzy próbują dziś policzyć bilans takich wydarzeń, aby zrozumieć, jak bardzo potrafiły rozchwiać dawne środowisko.

Z kolei dla branży surowcowej podmorskie wulkany są potencjalnym miejscem koncentracji różnych minerałów – od metali rzadkich po złoża siarczkowe. W przypadku Tamu Massif trudno mówić o szybkim wykorzystaniu gospodarczo, ze względu na gigantyczną głębokość i koszty, ale sama wiedza o jego budowie pomaga lepiej planować przyszłe badania geologiczne dna oceanicznego.