Li Sen/Shutterstock
Vulkanutbrott är bland naturens mest kraftfulla händelser. Medan ikoniska utbrott som Vesuvius, Krakatoa och Mount St. Helens fångar vår fantasi, sker de flesta – cirka 80 % – under havets yta.
Under större delen av mänsklighetens historia förblev hur nedsänkta vulkaner fungerade ett mysterium eftersom de ligger tusentals fot under havsytan. Idag gör framsteg inom ekolodskartläggning, undervattensfarkoster på djupet och autonoma undervattensfarkoster (AUV) det möjligt för forskare att lokalisera, övervaka och till och med filma dessa utbrott i realtid.
I alla vulkaner stiger magma tills det bryter en ventil, en process som kallas en explosion . Under vattnet utövar dock det omgivande vattnet mer än 100 gånger trycket av en vulkan vid havsnivån. Detta hydrostatiska tryck undertrycker utbrottets uppåtgående kraft och förvandlar det till en spricka snarare än ett klassiskt lavaflöde.
Kallt vatten under högt tryck kyler den smälta stenen nästan omedelbart, en process som kallas släckning . Som ett resultat stelnar lavan snabbt och producerar hård sten snarare än den strömmande lavan som ses på land. Om öppningen ligger nära ytan, förångar kollisionen av smält sten med vatten vattnet och producerar en plym som kan stiga upp i atmosfären – ett fenomen som kallas vulkanutslag eller klyvbar plym .
I många fall avger undervattensvulkaner strömmar av varmt vatten och ånga – kallade hydrotermiska ventiler —utan att bryta ytan. Dessa ventiler kan skapa ett subtilt, ångande sken som signalerar dold aktivitet under vågorna.
Vulkaner bildas vid tektoniska plattgränser, där rörelsen av jordskorpan skapar energin som driver magma. I Stilla havets "Ring of Fire" ligger över 90 % av världens jordbävningar och 75 % av dess vulkaner längs dessa gränser.
Magmatisk aktivitet kan utlösa jordbävningar, som i sin tur kan utlösa utbrott. Relationen är så snäv att forskare ofta förutser utbrott genom att övervaka seismiska svärmar. Till exempel drabbade ett par skalv med magnituden 5,9 och 6,0 Antarktis 2020 efter att det vilande berget Erebus återuppvaknades.
När ett undervattensutbrott tränger undan tillräckligt med vatten för att generera en tsunami, kan den resulterande vågen ödelägga kustsamhällen. En studie från 2019 i vetenskapliga rapporter fann att tsunamier orsakade 20 % av alla dödsfall kopplade till vulkanutbrott under de senaste fyra århundradena.
Medan många utbrott är tysta skapar vissa nytt land. Processen börjar när en vulkanisk öppning bygger en "kon" som gradvis reser sig över havsbotten och bildar ett havsberg . Under miljontals år kan kontinuerliga lavaflöden trycka strukturen över vattenlinjen, vilket ger upphov till öar som Hawaii, Samoa och Island.
När en öppning bryter ut nära ytan kan den driva ut aska, stenar och organiskt material – gemensamt kallat anastomosed rev – in i atmosfären. Denna livets "svamp" bildar nya ekosystem och kan så hela biomer.
Men utan ihållande vulkanisk aktivitet kan de nybildade öarna erodera och sjunka tillbaka under vågorna, en process som kallas subaerial denudation .
Undervattensutbrott kan vara dödligt och förstöra fiskar och andra marina organismer direkt. Ändå ger samma ventiler en unik miljönisch som stöder olika samhällen. Hydrotermiska ventiler, till exempel, är rika på mineraler och gaser – så kallade kemosyntetiska ekosystem —som kan vara värd för arter som inte finns någon annanstans.
Forskning tyder på att hydrotermiska ventiler kan ha varit livets vagga på jorden. De extrema förhållandena – höga temperaturer, lågt pH och rikligt med kemisk energi – ger den perfekta mallen för de tidigaste livsformerna.
Forskare lokaliserar vulkaner genom att mäta seismiska vågor på havsbotten och genom att kartlägga vattentrycksförändringar med bottentrycksmätare. Dessa verktyg avslöjar subtila höjningar av havsbotten som indikerar dolda vulkaniska strukturer.
En landmärkeprestation kom 2009, när den första livevideofilmen av ett undervattensutbrott fångades vid West Mata i södra Stilla havet. Filmen visade smält lava som bryter ut som en "eldig bubbla" och har sedan dess väglett efterföljande studier.
Även om det sällan är farligt för människor, har det senaste decenniet sett flera spektakulära utbrott. År 2022 producerade vulkanen Hunga Tonga–Hunga Ha'apai i södra Stilla havet det mest kraftfulla undervattensutbrott som registrerats – dess plym släppte ut tillräckligt med ånga för att fylla 58 000 simbassänger av olympisk storlek och sänkte till och med atmosfäriskt ozon tillfälligt.
År 2023 dök en ny ö upp en kort stund utanför kusten av Iwo Jima, Japan, efter ett 10-dagars utbrott. I mitten av 2024 hade ön i stort sett sjunkit under vatten igen, vilket illustrerar vulkanöarnas övergående natur.
Idag är Axial Seamount utanför Oregons kust en aktiv ubåtsvulkan. Medan dess djup – cirka 1 mil under ytan – håller det långt från befolkade stränder, övervakar forskare det noga för potentiell seismisk eller tsunamiaktivitet.
