Pod dnem Pacyfiku znaleziono gigantyczny wulkan większy niż całe państwo

Głęboko pod taflą Pacyfiku kryje się potężna, niemal płaska góra ognia sprzed 145 milionów lat, o rozmiarze małego kraju.

Naukowcy przeanalizowali szczegółowe dane sejsmiczne z dna oceanu i doszli do wniosku, że pozornie osobne wyniesienia terenu tworzą jeden ogromny organizm wulkaniczny. Ta kolosalna struktura, znana jako Tamu Massif, zmienia sposób, w jaki geolodzy patrzą na kształtowanie się oceanicznego dna i skalę dawnych erupcji.

Cichy gigant ukryty 2 kilometry pod powierzchnią oceanu

Tamu Massif leży na wyniesieniu oceanicznym Shatsky Rise, mniej więcej 1600 kilometrów na wschód od Japonii. To odległy, trudno dostępny fragment Pacyfiku, który przez lata funkcjonował w badaniach jako zbiór kilku bezimiennych „pagórków” na mapach batymetrycznych.

Dopiero połączenie wielu serii pomiarów – od mapowania dna aż po sejsmikę refleksyjną – ujawniło obraz całości. Okazało się, że trzy odrębne z pozoru kopuły tworzą jedną, olbrzymią konstrukcję wulkaniczną o wspólnym pochodzeniu i spójnej budowie wewnętrznej.

Tamu Massif zajmuje obszar około 120 tysięcy kilometrów kwadratowych – mniej więcej tyle, ile wynosi powierzchnia stanu Nowy Meksyk w USA. Żaden inny pojedynczy wulkan na Ziemi nie osiąga podobnej rozległości.

Ta liczba dobrze oddaje skalę zjawiska. Dla porównania – cała powierzchnia Polski to około 312 tysięcy kilometrów kwadratowych. Oznacza to, że ten wulkan ukryty pod oceanem ma powierzchnię zbliżoną do jednej trzeciej naszego kraju.

Niezwykły kształt: prawie płaskie zbocza i ogromna tarcza

W powszechnym wyobrażeniu wulkan kojarzy się z wysokim, stromym stożkiem, z którego wydobywa się lawa i popiół. Tamu Massif nie pasuje do tego obrazu. To wulkan tarczowy o niezwykle łagodnych stokach, które rozlewają się szeroko na wszystkie strony.

Geolodzy podkreślają, że gdyby człowiek stanął na jego zboczu, miałby trudność ze stwierdzeniem, w którą stronę teren faktycznie opada. Spadek jest tak delikatny, że praktycznie niewyczuwalny.

Szczyt tej struktury znajduje się około 2000 metrów poniżej lustra oceanu. Podstawa schodzi w rejony głębokości dochodzących do około 6 kilometrów. Całość powstała z rozległych wylewów lawy, które przez pewien czas płynęły bez przerwy z centralnego źródła, rozprowadzając materiał po ogromnym obszarze.

Szerokie, płaskie tarcze tego typu powstają, gdy lawa ma niską lepkość i może swobodnie rozlewać się na dziesiątki, a nawet setki kilometrów, zanim całkowicie zastygnie.

Porównanie z największymi wulkanami Układu Słonecznego

Rozmiar Tamu Massif stał się na tyle imponujący, że badacze zestawili go z najsłynniejszym wulkanem Marsa – Olympus Mons. To właśnie tę marsjańską górę często wskazuje się jako rekordzistę pod względem wysokości i rozmiaru w skali całego Układu Słonecznego.

Na mapach przygotowanych przez geologów obie struktury przedstawiono w tej samej skali. Wnioski są zaskakujące: wulkan pod Pacyfikiem zbliża się powierzchnią do marsjańskiego giganta. Choć Olympus Mons jest wyższy względem otoczenia, rozłożystość Tamu Massif robi bardzo podobne wrażenie.

Na tle tych dwóch kolosów Mauna Loa, czyli największy czynny wulkan na Ziemi, wypada skromnie – jego powierzchnia to około 2 tysiące mil kwadratowych (nieco ponad 5 tysięcy kilometrów kwadratowych), a więc zaledwie ułamek tego, co zajmuje Tamu Massif.

Wiek: 145 milionów lat i krótka, intensywna aktywność

Analiza skał wskazuje, że Tamu Massif uformował się mniej więcej 145 milionów lat temu, w okresie wczesnej kredy. To czas, gdy po Ziemi chodziły dinozaury, a układ płyt tektonicznych wyglądał zupełnie inaczej niż dziś.

Eksperci sądzą, że działalność tego superwulkanu nie trwała długo w skali geologicznej. Najprawdopodobniej nastąpił epizod wyjątkowo intensywnych erupcji, które w krótkim czasie wyprowadziły na powierzchnię ogromne ilości magmy. Po zakończeniu tego okresu Tamu Massif wszedł w fazę uśpienia, z której już się nie przebudził.

Tak gwałtowne wylewy lawy na dnie oceanu mogły mieć wpływ na skład atmosfery, temperaturę wód i funkcjonowanie ówczesnych ekosystemów morskich.

Dlaczego geologów tak interesuje ten wulkan

Badanie Tamu Massif to nie tylko ciekawostka o „największym wulkanie”. Dla naukowców to klucz do zrozumienia procesów, które zachodzą głęboko pod skorupą Ziemi, w płaszczu.

• Ułatwia rekonstrukcję dawnych ruchów płyt tektonicznych na Pacyfiku.
• Pokazuje, w jaki sposób formują się oceaniczne plamy gorąca i wielkie prowincje magmowe.
• Pomaga oszacować, jakie ilości gazów – w tym dwutlenku węgla – mogły trafić do atmosfery podczas takich erupcji.
• Dostarcza danych do modeli, które opisują przepływ ciepła z wnętrza planety.

Naukowcy korzystają w tym celu z danych sejsmicznych, pomiarów grawitacyjnych i badań próbek skał pobieranych w trakcie ekspedycji oceanicznych. Każda z tych metod odsłania inny fragment układanki: grubość skorupy, ułożenie warstw lawy, a nawet ślady dawnych komór magmowych.

Oceaniczne płaskowyże jako „okna” do wnętrza Ziemi

Shatsky Rise, na którym spoczywa Tamu Massif, to tzw. oceaniczny płaskowyż. Powstaje, gdy z wnętrza Ziemi wydobywają się tak duże ilości magmy, że lokalnie pogrubiają oceaniczną skorupę. Takie struktury są obecne także w innych częściach Pacyfiku i Atlantyku, ale rzadko kiedy tworzą jeden wyraźnie wyodrębniony wulkan tej skali.

Badania Tamu Massif pozwalają sprawdzić, czy podobne formacje na innych płaskowyżach to także pojedyncze wulkany, czy raczej złożone systemy wielu ognisk erupcyjnych. Od odpowiedzi na to pytanie zależy, jak geolodzy będą interpretować dawne wydarzenia magmatyczne, które kształtowały wygląd oceanicznego dna.

Co taki wulkan mówi nam o przyszłości

Choć Tamu Massif jest obecnie wygaszony, jego historia pomaga lepiej zrozumieć zagrożenia związane z dużymi prowincjami magmowymi. Współczesne wulkany tarczowe, takie jak te na Hawajach czy Islandii, są jedynie cieniem tamtych dawnych epizodów pod względem rozmiarów wylewów lawy.

Geolodzy zastanawiają się, czy w przyszłości mogą powstać kolejne tak ogromne struktury. Odpowiedź nie jest prosta, bo zależy od długoterminowej dynamiki płaszcza ziemskiego, na którą nie mamy wpływu. Warto pamiętać, że większość procesów geologicznych zachodzi w tempie liczonym w milionach lat, więc perspektywa dla pojedynczego pokolenia ludzi wygląda zupełnie inaczej.

Z punktu widzenia badań klimatu takie formacje mają jeszcze jeden wymiar. Wielkie wylewy lawy w krótkim czasie wprowadzają do atmosfery ogromne ilości gazów, co może prowadzić do ocieplenia lub ochłodzenia planety w zależności od proporcji emisji i ich oddziaływania. Analiza dawnych wulkanów, w tym Tamu Massif, pomaga lepiej ocenić, jak w przeszłości zmieniały się warunki na Ziemi i jak reagowały na skrajne wydarzenia geologiczne.

Dla czytelnika może brzmieć to abstrakcyjnie, bo mowa o konstrukcji zakopanej głęboko pod dnem oceanu, której nikt nie zobaczy na własne oczy. W badaniach geologicznych takie „niewidzialne kolosy” są jednak bezcenne. Uczą, jak myśleć o planecie nie w skali lat czy stuleci, ale setek milionów lat, kiedy powoli kształtują się kontynenty, oceany i całe krajobrazy, a pojedynczy wulkan może mieć wielkość państwa.