Neraminantis atradimas vandenyno dugne: po Japonija vėl pildosi milžiniška magmos kamera
Vandenyno gelmėse, prie Japonijos Kiusiu salos, slypi vienas įdomiausių ir kartu potencialiai pavojingiausių geologinių objektų planetoje – Kikai kaldera. Tai galingo ugnikalnio palikimas: maždaug prieš 7300 metų čia įvyko didžiausias žinomas holoceno laikotarpio išsiveržimas. Naujausi tyrimai, publikuoti mokslo žurnale „Communications Earth & Environment“, pateikia neraminančių detalių: mokslininkai nustatė, kad didžiulė ugnikalnio magmos kamera pamažu, bet nuosekliai vėl pildosi karšta medžiaga.
Norint suprasti galimą riziką, tenka grįžti kelis tūkstantmečius atgal. Akahoya išsiveržimas, suformavęs dabartinę Kikai kalderą, buvo nepaprastos galios. Skaičiuojama, kad tuomet į aplinką buvo išmesta apie 160 kubinių kilometrų tankios uolienos ekvivalento (DRE). Palyginimui, tai daugiau nei 11 kartų didesnis kiekis nei per Novarupta išsiveržimą 1912 metais ir net 32 kartus daugiau nei per garsųjį Pinatubo išsiveržimą 1991 metais.
To įvykio padariniai buvo itin skaudūs. Sprogimas vulkanine medžiaga užklojo apie 4500 kvadratinių kilometrų plotą, o naikinantys piroklastiniai srautai pasiekė iki 150 kilometrų nuo epicentro. Vulkaniniai pelenai (tefra) nusėdo didelėse Japonijos teritorijose ir Korėjos pusiasalyje. Nors iš to laikotarpio nėra rašytinių šaltinių, archeologiniai duomenys leidžia manyti, kad Akahoya išsiveržimas galėjo prisidėti prie Jōmon kultūros žlugimo tuometinėse pietinėse Japonijos salose. Šiandien, esant dabartiniam gyventojų tankiui regione, net gerokai mažesnis išsiveržimas galėtų turėti katastrofiškų pasekmių milijonams žmonių.
Šiuolaikinės technologijos vulkanologijos tarnyboje
Nors Kikai tūkstantmečius nepatyrė tokio masto sprogimo, ugnikalnis išlieka aktyvus – pastaraisiais dešimtmečiais fiksuota ne viena mažesnė erupcija. Tyrimus apsunkina tai, kad didžioji kalderos dalis yra po vandeniu, tačiau kartu tai suteikia unikalią galimybę analizuoti mažiau pažeistas dugno nuogulas. Kobe universiteto mokslininkų komanda kartu su Japonijos jūrų ir Žemės mokslo bei technologijų agentūra (JAMSTEC) pasitelkė pažangius geofizinius metodus, kad pažvelgtų gilyn į Žemės plutos struktūras.
Tyrėjai, vadovaujami geofiziko Seamos Nobukazu, vandenyno dugne išdėstė kelias dešimtis seismometrų ir naudojo pneumatinių šaltinių sistemą (vadinamą air-gun), kuri generuoja seisminius impulsus. „Povandeninė aplinka leidžia mums vykdyti sistemingus didelio masto tyrimus“, – aiškino Seama. Analizuodami, kaip seisminės bangos sklinda per pagrindą, mokslininkai sudarė detalią struktūrų po jūros dugnu schemą ir aptiko plačiai išsidėsčiusį magmos rezervuarą.
Nauja magma senoje kameroje: ką tai reiškia?
Svarbiausias tyrimo rezultatas – patvirtinimas, kad milžiniška magmos kamera, kuri maitino Akahoya išsiveržimą, tebeegzistuoja ir rodo naują aktyvumą. Dar reikšmingiau tai, kad cheminės analizės leidžia manyti: dabar besikaupianti magma nėra „likutis“ iš ankstesnio ciklo. Jos sudėtis skiriasi nuo medžiagos, kuri buvo išmesta prieš 7300 metų, todėl daroma išvada apie naują magmos injekciją iš gilesnių Žemės sluoksnių.
Mokslininkai taip pat pažymėjo, kad maždaug prieš 3900 metų kalderos viduje pradėjo formuotis naujas lavos kupolas. „Tai reiškia, kad magma rezervuare po lavos kupolu greičiausiai yra naujai įtekėjusi medžiaga“, – teigė Nobukazu. Šie duomenys leido pasiūlyti bendresnį modelį, kaip po milžiniškomis kalderomis laikui bėgant vėl prisipildo magmos kameros. Tyrėjų teigimu, modelis dera ir su kitų superugnikalnių stebėjimais, pavyzdžiui, Jeloustouno Šiaurės Amerikoje ar Toba Indonezijoje.
Pasaulinis kontekstas ir ateities iššūkiai
Kikai nėra išimtis. Pasaulyje yra dešimtys didžiulių kalderų, kurios po ilgo sąstingio gali netikėtai atsinaujinti. Ilgalaikius šių ciklų mechanizmus iki šiol pavyko suprasti tik iš dalies, todėl išlieka sudėtinga patikimai prognozuoti galimus būsimos didelės erupcijos scenarijus. Supratimas, kaip didžiuliai magmos kiekiai kaupiasi palyginti negiliuose Žemės plutos sluoksniuose, yra itin svarbus civilizacijos saugumui.
„Norime patobulinti metodus, kurie šiame tyrime pasirodė labai naudingi, kad dar geriau suprastume pakartotinio magmos įtekėjimo procesus“, – pridūrė Seama. Galutinis tikslas – sukurti ankstyvojo perspėjimo sistemą, paremtą kritinių rodiklių stebėjimu, kurie galėtų signalizuoti artėjančias itin dideles erupcijas. Mokslininkai taip pat atkreipia dėmesį, kad klimato kaita ir ledynų tirpimas gali papildomai veikti vulkaninį aktyvumą, pavyzdžiui, dėl mažėjančios litosferos apkrovos.
Kikai kalderos tyrimai – ne vien vietinė geologinė įdomybė. Tai reikšmingas žingsnis siekiant geriau suprasti milžiniškas jėgas, formuojančias mūsų planetą. Nors šiuo metu nėra tiesioginių požymių, kad artimiausiu metu įvyks nauja gigantiška erupcija, vien pats magminės sistemos „atgimimo“ faktas yra aiškus signalas: povandeninis Japonijos milžinas dar nėra pasakęs paskutinio žodžio.
