Obrazowanie sejsmiczne wulkanów na Płaskowyżu Azorów sugeruje, że wybuchowe erupcje w głębokich wodach są częstsze, niż sądzono

Ukryte wybuchy w głębokim oceanie

Większość osób wyobraża sobie wybuchy wulkanów jako ogniste góry wznoszące się ponad morzem, jednak wiele erupcji zachodzi daleko pod falami. Badanie dotyczy dwóch wulkanów podmorskich na Płaskowyżu Azorów na Atlantyku i wykazuje, że gwałtowne wybuchy w głębokich wodach, uznawane wcześniej za rzadkie, mogą być zaskakująco powszechne i w dużej mierze niewidoczne jedynie na podstawie rzeźby dna morskiego.

Wulkany zakopane pod falami

Płaskowyż Azorów to rozległe podwodne wzniesienie utworzone przez wyjątkowo gorące i chemicznie bogate skały wypływające z głębi Ziemi. Na tym płaskowyżu, podobnie jak na wielu innych obszarach, występuje ponad milion wulkanów podmorskich na świecie, wiele na głębokościach sięgających kilku kilometrów. Ponieważ są trudne do zbadania, naukowcy zwykle wnioskują o ich zachowaniu na podstawie map dna i sporadycznych prób skał. Do tej pory dominowało przekonanie, że ogromne ciśnienie wody na dużych głębokościach tłumi aktywność gazowo-bogatych magm, które raczej wydobywają się jako spokojne, leniwe przepływy lawy niż eksplodują.

Słuchając dna morskiego przy użyciu dźwięku

Aby przetestować to przekonanie, badacze wykorzystali wysokorozdzielcze dane sejsmiczne odbiciowe i szczegółowe mapy dna morskiego dwóch wulkanów położonych ponad 2 km poniżej powierzchni. Obrazowanie sejsmiczne działa nieco jak ultradźwięki medyczne dla dna morskiego: fale dźwiękowe wnikają w podłoże i odbijają się od różnych warstw, ujawniając jego wewnętrzną strukturę. Śledząc wzory silnych i słabych odbić oraz porównując je z rdzeniami i odwiertami z innych rejonów wulkanicznych, zespół mógł rozróżnić stałe płynięcia lawy od luźnych, rozdrobnionych osadów powstałych w wyniku erupcji wybuchowych.

Odczytywanie historii życia ukrytego wulkanu

Poniżej obu wulkanów obrazy ukazują grubą warstwę starożytnej lawy, która niegdyś rozlała się na rozległy obszar płaskowyżu na dużej głębokości. Nad nią przez miliony lat osiadały drobnowarstwowe muły. W obrębie tego spokojnego przykrycia naukowcy zidentyfikowali subtelne lejkowate struktury i zaburzone strefy wskazujące na unasączanie magmy i możliwą aktywność hydrotermalną. Na tym posadzili się stożkowate kopce wulkaniczne zbudowane głównie ze stratygraficznych, rozdrobnionych fragmentów skał, a nie z gładkiej spójnej lawy, wraz z krateropodobnymi zagłębieniami na ich wierzchołkach, które obecnie są zasypane.

Od gwałtownych wybuchów do łagodnych przepływów lawy

Wewnętrzne warstwowanie stożków ujawnia sekwencję wydarzeń. Dolne stoki składają się z wysoce rozdrobnionych osadów wulkanicznych odpowiadających znanym sygnaturom erupcji eksplozywnych obserwowanych gdzie indziej. Obecność zakopanych kraterów sugeruje, że erupcje zaczynały się gwałtownie, wyrzucając magmę w postaci popiołu i żwiru, które osiadały po stokach. Później, gdy magma traciła gazy lub zmieniała skład, aktywność stawała się mniej wybuchowa. Grubsze materiały, a nawet lawa, wypełniły wtedy kratery i zakryły wulkany, wygładzając ich wierzchołki. To spokojne zakończenie pomaga wyjaśnić, dlaczego współczesne mapy dna morskiego często pokazują proste stożki bez oczywistych kraterów erupcyjnych, nawet tam, gdzie historia erupcji była daleka od łagodnej.

Dlaczego głębokie wybuchy mają znaczenie dla klimatu i oceanów

Wyniki kwestionują założenie, że wysokie ciśnienie wody niemal zawsze tłumi aktywność wybuchową w głębokim oceanie. Badanie pokazuje, że erupcje na głębokości większej niż 2 kilometry nadal mogą być silnie wybuchowe, być może napędzane wysoką zawartością dwutlenku węgla w magmie lub intensywnymi interakcjami między gorącą lawą a zimną wodą morską. Ponieważ erupcje wybuchowe uwalniają gazy i popiół bardziej efektywnie niż wolne przepływy lawy, mogą mieć większy wpływ na ocean i atmosferę, niż sądzono wcześniej. Autorzy wnioskują, że obrazowanie sejsmiczne jest niezbędne do odkrywania tych ukrytych zdarzeń i że wybuchowe erupcje w głębokich wodach mogą być znacznie częstsze na całym świecie, niż sugeruje sama rzeźba dna morskiego.

Cytowanie: Hübscher, C., Friedrich, A., Preine, J. et al. Seismic imagery from volcanoes on the Azores Plateau implies that explosive deep-water eruptions are more common than previously thought. Sci Rep 16, 15066 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-53050-0

Słowa kluczowe: wulkanizm podmorski, erupcje w głębokiej wodzie, Płaskowyż Azorów, obrazowanie sejsmiczne, popiół wulkaniczny