De sällsynta men spektakulära utbrotten av supervulkaner kan orsaka massiv förstörelse och påverka klimatmönster på global skala i årtionden - och en ny studie har funnit att dessa platser också kan uppleva pågående, om än mindre utbrott i tiotusentals år efteråt.

Faktiskt, Forskare från Oregon State University kunde koppla de senaste utbrotten vid berget Sinabung på norra Sumatra till det sista utbrottet på jorden av en supervulkan 74, 000 år sedan vid Toba-calderan cirka 40 mil bort.

Fynden rapporteras denna vecka i tidskriften Naturkommunikation .

"Återhämtningen från ett supervulkanutbrott är en lång process, när vulkanen och det magmatiska systemet försöker återupprätta jämvikten - som en vattenförekomst som har störts av att en sten tappats i den, " sa Adonara Mucek, en doktorand i Oregon State och huvudförfattare på studien.

"På Toba, det verkar som om utbrotten fortsatte i minst 15, 000 till 20, 000 år efter superutbrottet och den strukturella anpassningen fortsatte åtminstone till för några århundraden sedan - och fortsätter förmodligen idag. Det är den magmatiska motsvarigheten till efterskalv efter en jordbävning."

Detta är första gången som forskare har kunnat fastställa vad som händer efter utbrottet av en supervulkan. För att kvalificera sig som en supervulkan, utbrottet måste nå minst magnituden 8 på vulkanens explosivitetsindex, vilket innebär att de uppmätta avlagringarna för det utbrottet är större än 1, 000 kubikkilometer, eller 240 kubikmil.

När Toba utbröt, den avgav en volym av magma 28, 000 gånger större än utbrottet av Mount St Helens 1980 i delstaten Washington. Det var så massivt, det tros ha skapat en vulkanvinter på jorden som varade i flera år, och möjligen utlöser en flaskhals i mänsklig evolution.

Andra välkända supervulkanplatser inkluderar Yellowstone Park i USA, Taupo Caldera i Nya Zeeland, och Campi Flegrei i Italien.

"Supervulkaner har en livslängd på miljoner år under vilka det kan förekomma flera superutbrott, " sa Shanaka "Shan" de Silva, en vulkanolog från Oregon State University och medförfattare till studien. "Mellan dessa utbrott, de dör inte. Forskare har länge misstänkt att utbrotten fortsätter efter det första utbrottet, men det här är första gången vi har kunnat sätta exakta åldrar med dessa utbrott."

Tidigare studier av argondatering hade gett grova åldrar av utbrott vid Toba, men dessa utbrottsdatum hade för många felomfång, säger forskarna. I deras studie, OSU-forskarna och deras kollegor från Australien, Tyskland, USA och Indonesien kunde dechiffrera Tobas senaste vulkaniska historia genom att mäta mängden helium som finns kvar i zirkonkristaller i utbruten pimpsten och lava.

Heliumet som finns kvar i kristallerna är en rest av uranets sönderfallsprocess, som har en välkänd radioaktiv sönderfallsbana och halveringstid.

"Toba är minst 1,3 miljoner år gammal, dess superutbrott ägde rum omkring 74, 000 år sedan, och det hade minst sex definitiva utbrott efter det - och förmodligen flera till, " sade Mucek. "Det senaste utbrottet vi har upptäckt inträffade omkring 56, 000 år sedan, men det finns andra utbrott som återstår att studera."

Forskarna lyckades också uppskatta historien om strukturell anpassning vid Toba med hjälp av kol-14-datering av sjösediment som har lyfts upp till 600 meter över sjön där de bildades. Dessa data visar att strukturanpassningen fortsatte från minst 30, 000 år sedan tills 2, 000 år sedan - och kanske fortsätter idag.

Studien fann också att magman i Tobas system har ett identiskt kemiskt fingeravtryck och zirkonkristallisationshistoria som Mount Sinabung, som just nu har utbrott och skiljer sig från andra vulkaner på Sumatra. Detta tyder på att Toba-systemet kan vara större och mer utbrett än man tidigare trott, noterade de Silva.

"Våra data tyder på att de senaste och pågående utbrotten av berget Sinabung är en del av Toba-systemets återhämtningsprocessen från superutbrottet, " han sa.

Upptäckten av sambandet tyder inte på att Tobacalderan riskerar att få utbrott i en katastrofal skala någon gång snart, betonade forskarna. "Det här är förmodligen 'business as usual' för en återhämtande supervulkan, " sa de Silva. Det understryker vikten av att ha mer sofistikerad och frekvent övervakning av platsen för att mäta markhöjningen och avbilda magmasystemet, konstaterar forskarna.

"Riskerna från en supervulkan slutar inte efter det första utbrottet, " sa de Silva. "De ändras till mer lokala och regionala faror från utbrott, jordbävningar, jordskred och tsunamier som kan fortsätta regelbundet i flera tiotusentals år.

"Toba är fortfarande vid liv och aktiv idag."

Så stort som Toba-utbrottet var, reservoaren av magma under kalderan är mycket, mycket bättre, säger forskarna. Studier på andra kalderor runt jorden, som Yellowstone, har uppskattat att det finns mellan 10 och 50 gånger så mycket magma än som bryts ut under ett superutbrott.