Ett surtseyanutbrott är ett vulkanutbrott i grunt vatten. 2015 skapade ett surtseyanutbrott i den tonganska skärgården ön Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai. Trots oddsen är denna ö fortfarande nästan fem år senare.
Lyckligtvis har forskare en mängd resurser till sitt förfogande för att studera hela detta fenomen. Dessa typer av utbrott är svåra att studera eftersom de förekommer under vattnet och ofta på avlägsna platser. De tenderar också att försvinna snabbt. Men jordobservatörssatelliter förändrar det, och Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai är den första i sitt slag som studeras intensivt, särskilt under bildandet.
Jim Garvin och Dan Slayback är två forskare från NASA som har studerat den vulkaniska ön. De har förlitat sig på radarbildningssatelliter för att göra det genom att använda en typ av radar som kallas syntetisk bländarradar (SAR.) SAR kan se igenom moln och kan se på natten och tillhandahålla högupplösta bilder av ön. År 2018 publicerade Garvin, Slayback och andra forskare en artikel om sina observationer i AGU-tidskriften Geophysical Letters. Uppsatsen har titeln ”Övervaka och modellera den snabba utvecklingen av jordens nyaste vulkanö:Hunga Tonga Hunga Ha’apai (Tonga) Använda satellitobservationer med hög rumslig upplösning. ”
Bilden nedan visar hur effektiv SAR är.
Innan utbrottet fanns två små öar i närheten. De var på en relativt isolerad plats, cirka 30 km (19 miles) från den tonganska ön Fonuafo? Ou. Den 19 december 2014 upptäckte fiskare en röd vit ånga som stiger upp under vattnet. Satellitbilder från 29 december visar plymen. Så småningom steg ett askmoln 3 km in i himlen den 9 januari 2015. Den 11 januari nådde plommonet 9 km (30 000 ft) högt.
Senast den 26 januari förklarade tonganska tjänstemän utbrottet. Vid den tiden var ön 1 till 2 km (0,62 till 1,24 mi) bred, 2 km (1,2 mi) lång och 120 meter (390 fot) hög.
Under 2015 stabiliserades ön något tack vare omfördelning av vulkaniskt material och ”hydrotermisk förändring” av samma. Ön hade en kratersjö i mitten, som så småningom eroderades bort. Sedan bildades en sandstång som förseglade den igen och skyddade den mot havsvågor. Så småningom utvidgade aska och sediment isthmus som ansluter den till Hunga Tonga i nordost.
Teamet som studerar denna vulkanö har utvecklat två scenarier för dess framtid.
Den första ser accelererad erosion på grund av havsvågor, och på sex eller sju år skulle bara landbron som förbinder de två ön vara kvar. Det som kallas ”tuffkon” skulle raderas. Det andra scenariot ser långsammare erosion, med tuffkotten intakt i upp till 30 år.
Den vulkaniska ön förändrades mest under de första sex månaderna. Vid den tiden trodde Slayback och Garvin att ön kanske försvann ganska snabbt. När barriären som skyddade kratersjön och tuffkonen tvättades bort trodde de att öns bortgång var nära. Men sandstången kom igen.
"Dessa klippor av vulkanisk aska är ganska instabila," sade fjärranalysspecialist och medförfattare Dan Slayback från NASA Goddard, i ett pressmeddelande.
Denna nya vulkanö och dess grannar ligger ovanför den norra kanten av en caldera av en mycket större undervattens vulkan. Hela komplexet stiger 1400 meter över havsbotten och den större calderan ligger ungefär 5 km (3 miles).
2017 sa NASA-forskaren Jim Garvin: ”Vulkanöarna är några av de enklaste landformerna att göra. Vårt intresse är att beräkna hur mycket det tredimensionella landskapet förändras över tid, särskilt dess volym, som bara har uppmättts några gånger på andra sådana öar. Det är det första steget för att förstå erosionshastigheter och processer och dechiffrera varför ön har kvarstått längre än de flesta förväntade sig. ”
Dan Slayback besökte ön i oktober 2019 och skrev i ett blogginlägg: ”Vi gjorde många användbara observationer, samlade in några bra data och fick en mer praktisk mänsklig förståelse av platsens topografi (som att den intilliggande pre -existerande öar, och deras steniga strandlinjer, är nästan fästningliknande i deras otillgänglighet). Vi såg också saker som inte var tillgängliga från rymden, till exempel hundratals häckande, sotiga tärnor och detaljer om den framväxande vegetationen. ”
En Martian-anslutning?
Garvin och Slayback tycker att deras studie av denna vulkan inte bara är användbar för att förstå vår egen planet. De tror att det kan kasta ljus på processer på Mars.
"Att använda jorden för att förstå Mars är naturligtvis något vi gör," sade Garvin och noterade likheterna i erosion på ön och ärr som lämnats av gamla utbrott genom grunt hav på Mars. "Mars kanske inte har en plats exakt så här, men ändå, det berättar planetens historia om ihållande vatten."
Mars är inte utan vulkaner. Faktum är att det är den största vulkanen i solsystemet, nu i vila. Olympus Mons stiger nästan 22 km över Mars: s yta. Det är morfar till vulkaner. Men NASA: s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) har hittat fält med mindre vulkaner. Dessa vulkaner kan en gång ha utbrott i marshaven, djupt i planetens geologiska förflutna. De överlevande landskapen kunde berätta något om hur de gamla vulkanerna svarade på Mars egen aktiva miljö.
Mer:
- Pressmeddelande: Upprätta en anslutning i Kingdom of Tonga
- Forskningsdokument: Övervaka och modellera den snabba utvecklingen av jordens nyaste vulkanö:Hunga Tonga Hunga Ha’apai (Tonga) Använda satellitobservationer med hög rumslig upplösning
- Pressmeddelande: New Island Made of Tuff Stuff
