Hvad udløste det største vulkanudbrud, som menneskeheden var vidne til?

Forskere har nu fundet en forklaring på, hvad der udløste det største vulkanudbrud, som menneskeheden har set. Vulkanens hemmelighed blev afsløret af geokemiske spor gemt inde i vulkanske kvartskrystaller.

De dødeligste vulkaner på jorden kaldes supervulkaner, i stand til at producere katastrofale udbrud, der ødelægger enorme regioner, og forårsage global afkøling af klimaet. Den indonesiske supervulkan Toba havde et af disse udbrud for omkring 73.000 år siden, da 2.800 kubikkilometer vulkansk aske blev kastet ud i atmosfæren og regnede ned og dækkede enorme områder i Indonesien og Indien.

Forskere har længe diskuteret, hvordan disse ekstraordinære mængder af magma genereres, og hvad får denne magma til at bryde ud så meget eksplosivt. Et team af forskere ved Uppsala Universitet, sammen med internationale kolleger, har nu fundet spændende spor gemt inde i millimeterstore krystaller fra den vulkanske aske og sten.

'Kvartskrystaller, der vokser i magmaet, registrerer kemiske og termodynamiske ændringer i det magmatiske system før udbrud, svarende til, hvordan træringe registrerer klimavariationer. Når forholdene i magmaen ændrer sig, krystallerne reagerer og producerer distinkte vækstzoner, der registrerer disse ændringer. Problemet er, at hver "træring"-analog kun er et par mikrometer på tværs, Derfor er de ekstremt udfordrende at analysere i detaljer, siger Dr. David Budd ved Institut for Geovidenskab, Uppsala Universitet.

Forskerne analyserede kvartskrystaller fra Toba, og fandt et tydeligt skift i den isotopiske sammensætning mod den ydre rand af krystallerne. Krystalfælgene indeholder en relativt lavere andel af den tunge isotop ¹⁸ O sammenlignet med lighteren ¹⁶ O.

'Det lave forhold mellem ¹⁸ O til ¹⁶ O-indholdet i krystalkanterne indikerer, at noget i det magmatiske system ændrede sig drastisk lige før det store udbrud. Forklaringen bag disse kemiske signaturer er, at magmaen smeltede og assimilerede et stort volumen af ​​en lokal sten, der i sig selv er karakteriseret ved et relativt lavt forhold mellem ¹⁸ O til ¹⁶ O . Denne stentype indeholder også ofte meget vand, som kan frigives i magmaen, producerer damp, og derved et øget gastryk inde i magmakammeret. Dette hurtigt øgede gastryk tillod til sidst magmaen at sprænge den overliggende skorpe, og sender tusindvis af kubikkilometer magma ind i atmosfæren, ' forklarer Dr. Frances Deegan ved Institut for Geovidenskab, Uppsala Universitet.

Heldigvis disse katastrofale super-udbrud sker meget sjældent.

»Biologer har tidligere vist, at netop dette udbrud ved Toba skubbede menneskeheden tæt på at uddø. Det vil forhåbentlig tage mange tusinde år, men faktum er, at det kun er et spørgsmål om tid før det næste superudbrud, måske på Toba, Yellowstone (USA), eller et andet sted. Forhåbentlig, vi vil vide mere og være bedre forberedt næste gang!' siger professor Valentin Troll ved Institut for Geovidenskab, der ledede denne undersøgelse af Toba-kvarts ved Uppsala Universitet.