Dannelse af en enorm undervandsvulkan ud for Comorerne

En ny ubåds vulkan blev dannet ud for øen Mayotte i Det Indiske Ocean i 2018. Dette blev vist ved en oceanografisk kampagne i maj 2019. Nu, et internationalt hold ledet af videnskabsmanden Simone Cesca fra det tyske GeoForschungsZentrum GFZ belyser processerne dybt inde i Jorden før og under dannelsen af ​​den nye vulkan. Det svarer til at detektere en ny type signal fra Jordens indre, der indikerer en dramatisk bevægelse af smeltede sten før udbruddet. Med deres specialudviklede seismologiske metoder, forskerne rekonstruerer delvis tømning af et af de dybeste og største aktive magmareservoirer, der nogensinde er fundet i den øvre kappe. Undersøgelsen er offentliggjort i tidsskriftet Natur Geovidenskab .

Siden maj 2018 har en usædvanlig sekvens af jordskælv er blevet registreret ud for kysten af ​​øen Mayotte i Comorernes øhav mellem Afrika og Madagaskar. Seismisk aktivitet begyndte med en sværm af tusindvis af "tilsyneladende tektoniske" jordskælv, kulminerede med et jordskælv med en styrke på 5,9 i maj 2018. For det meste siden juni 2018, imidlertid, en helt ny form for jordskælvsignal er dukket op, der var så stærk, at det kunne registreres op til 1000 kilometer væk. Disse 20 til 30 minutter lange signaler er karakteriseret ved særligt harmoniske, lave frekvenser, næsten monokromatisk, ligner en stor klokke eller en kontrabas, og kaldes meget lang periode (VLP) signaler. Selvom centrum for den seismiske aktivitet var placeret næsten 35 kilometer ud for kysten øst for øen, en kontinuerlig sænkning og østlig bevægelse af Jordens overflade ved Mayotte var begyndt på samme tid som de massive sværme af VLP-begivenheder startede, akkumuleret til næsten 20 cm til dato.

Selvom der ikke var tegn på tidligere vulkansk aktivitet i epicentret af den seismiske aktivitet, GFZ-forskere havde fra begyndelsen haft mistanke om magmatiske processer - skælvsværme i den øvre skorpe, der ofte opstår som en reaktion på stigningen af ​​magma og VLP'er i tidligere år, var forbundet med sammenbruddet af store calderavulkaner. Det særlige frekvensindhold i VLP -signalerne skyldes resonansoscillationen af ​​det nedgravede magmakammer. Jo dybere vibrationer er, jo større magma reservoir. Imidlertid, jordskælvssværmene under havbunden var meget dybere end med andre vulkaner, og resonanstonerne fra VLP'erne var usædvanligt lave og stærke.

Et internationalt hold ledet af GFZ-forsker Simone Cesca analyserede seismologiske og geodætiske data fra regionen for at studere disse observationer og deres udvikling over tid. Imidlertid, undersøgelserne blev kompliceret af det faktum, at der ikke var noget seismisk netværk på havbunden, og derfor, målinger var kun tilgængelige på store afstande på Mayotte, Madagaskar og i Afrika. "Vi forsøgte at forbedre den ugunstige startsituation ved at udvikle specielle nye analytiske metoder såsom klynge- og retningsstrålemetoder, siger Cesca.

Teamet identificerede forskellige aktivitetsfaser inden for hændelsesforløbet fra maj 2018 til i dag. Den indledende sværmfase indikerede en hurtig opadgående bevægelse af magma fra et dybt kappe -reservoir mere end 30 kilometer under jordens overflade. Når der først var dannet en åben kanal fra jordens kappe til havbunden, magmaen begyndte at flyde uhindret og danne en ny undersøisk vulkan. En fransk oceanografisk kampagne bekræftede for nylig fødslen af ​​den undersøiske vulkan, hvis placering falder sammen med den rekonstruerede magmastigning.

I denne fase, den tilsyneladende tektoniske jordskælvsaktivitet faldt igen, mens sænkningen af ​​jorden på øen Mayotte begyndte. Ligeledes, langvarige monofrekvente VLP-signaler startede. "Vi tolker dette som et tegn på kollapset af det dybe magmakammer ud for Mayottes kyst, " forklarer Eleonora Rivalta, medforfatter til det videnskabelige team. "Det er det dybeste (~30 km) og største magmareservoir i den øvre kappe (mere end 3,4 kubikkilometer) til dato, som begynder at tømmes brat.

"Da havbunden ligger 3 kilometer under vandoverfladen, næsten ingen lagde mærke til det enorme udbrud. Imidlertid, there are still possible hazards for the island of Mayotte today, as the Earth's crust above the deep reservoir could continue to collapse, triggering stronger earthquakes, " says Torsten Dahm, head of the section Physics of Earthquakes and Volcanoes at the GFZ.