Ubådsvulkaner tilføjer havets lydlandskab

De fleste vulkaner går i udbrud under havet, men videnskabsmænd ved kun lidt om dem sammenlignet med hvad de ved om vulkaner, der udstøder deres lava på tørt land. Gabrielle Tepp fra Alaska Volcano Observatory og U.S. Geological Survey mener, at med forbedret overvågning, videnskabsmænd kan lære mere om disse ubådsudbrud, som truer rejser og ændrer havets lydbillede.

Under det 174. møde i Acoustical Society of America, afholdt 4.-8. dec. 2017, i New Orleans, Louisiana, Tepp vil diskutere udfordringerne og fordelene ved fjernovervågning, og hvad det kan lære os om undersøiske vulkaner.

"Det er meget svært at studere undervandsvulkaner, fordi det er svært at sætte instrumenter i vandet, især langsigtet, " sagde Tepp.

Afhængigt af størrelsen og dybden af ​​et undervandsudbrud, gas og aske må aldrig bryde havoverfladen, eller gassen og asken kunne skabe en vulkansk fane med potentiale til at forstyrre flyrejser. "Havet er et stort sted, så det er temmelig usandsynligt, at du vil have en situation, hvor et skib tilfældigt vandrer over et udbrud, men der er nogle få, der er kommet tæt på, " sagde Tepp. Disse uforudsigelige udbrud kan også skabe et flydende tæppe af sten, kaldet en pimpstenflåde, som kan tilstoppe havne og beskadige både.

Tepp præsenterer observationer fra to undersøiske vulkaner:Ahyi, et havbjerg i Nordmarianerne i Stillehavet, og Bogoslof, en lavvandet ubådsvulkan på Aleuterne. Vulkanerne lavede meget forskellige lyde, tyder på, at forskellige processer fandt sted under udbruddet. I 2014 Ahyi brød ud i to uger, med kort, gentagne skudlignende eksplosioner med få minutters mellemrum. I 2016 og 2017 Bogoslof havde mere vedvarende udbrud, varer fra minutter til timer, som fandt sted med få dages mellemrum.

Beviser for disse udbrud viste sig på fjerne seismometre, som måler bølger, der passerer gennem jorden for at registrere jordskælv, og hydrofonsystemer, der opfanger undervandslyd for at detektere skjulte nukleare detonationer. Når vulkaner bryder direkte ud i vandet, lydene kan rejse tusindvis af kilometer, før de forsvinder.

Spørgsmål tilbage, imidlertid, såsom om seismometre er tilstrækkelige til fjernovervågning, eller hvis den mere nøjagtige information, der leveres af kablede hydrofonsystemer, er den større udgift værd. Forskere er også interesserede i, hvordan bølgernes bevægelse fra vand til sten, og omvendt, påvirker signaldetektion.

Tepp og kolleger ved National Oceanic and Atmospheric Administration og USGS har for nylig indsat et hydrofonarray på de nordlige Marianer. De vil indsamle dataene næste sommer og håber at bestemme, hvor og hvor ofte lokale vulkaner bryder ud for at se, om området har brug for bedre fareovervågning.

På grund af de lange afstande, som udbrudssignalerne rejser, de viser sig sandsynligvis som uregelmæssigheder på fjerntliggende overvågningsenheder, der bruges til at studere jordskælv, landbaserede vulkaner eller endda hvalsange.

"Udbrud, der skaber en høj nok lyd, på det rigtige sted, kan rejse ret langt, selv fra det ene hav til det andet, " sagde Tepp. "Det får dig til at undre dig, hvor mange af disse signaler har vi set på fjerne instrumenter, hvor ingen vidste, hvad de var, og det er en ubådsvulkan fra halvvejs rundt om i verden?"