Den 18 juli, 2012, passagerare på ett flyg med flyg över sydvästra Stilla havet skymtade något ovanligt - en flotta flytande sten känd som pimpsten som indikerade att ett undervattens vulkanutbrott hade inträffat på havsbotten nordost om Nya Zeeland. Flotten växte så småningom till mer än 150 kvadratkilometer (ungefär lika stor som Philadelphia), ett tecken på att utbrottet var ovanligt stort.

En ny uppsats publicerad 10 januari, 2018, i tidningen Vetenskapliga framsteg beskriver den första närmaste undersökningen av det största undervattens vulkanutbrottet under det senaste århundradet. Det internationella forskargruppen som leds av University of Tasmania och Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) använde det autonoma undervattensfordonet (AUV) Sentry och det fjärrstyrda fordonet (ROV) Jason för att utforska, Karta, och samla utbrutna material från vulkanen Havre under en expedition 2015. De fann att utbrottet var överraskande på många sätt.

"Vi visste att det var ett storskaligt utbrott, ungefär motsvarande det största utbrottet vi har sett på land på 1900 -talet, "sa Rebecca Carey, en vulkanolog vid University of Tasmania och Co-Chief Scientist på expeditionen.

"På väg till webbplatsen, vi var helt beredda att undersöka ett typiskt djuphavs explosivt utbrott, "tillade Adam Soule, WHOI associerar forskare och chefsvetare för National Deep Submergence Facility. "När vi tittade på de detaljerade kartorna från AUV, vi såg alla dessa gupp på havsbotten och jag trodde att fordonets ekolod fungerade. Det visade sig att varje bump var ett gigantiskt block av pimpsten, några av dem lika stor som en skåpbil. Jag hade aldrig sett något liknande på havsbotten. "

Mer än 70 procent av all vulkanisk aktivitet på jorden sker på havsbotten, men detaljer om dessa händelser är till stor del dolda från syn av havsvatten. Baserat på storleken på pimpstenen 2012, utbrottet i Havre -vulkanen uppskattades vara det största dokumenterade kiselutbrottet under vattnet - en särskild typ av utbrott som producerar viskös, gasfylld lava som ofta förekommer explosivt. Trots deras våld, mycket lite är känt om kiselutbrott och den mesta kunskapen om dem kommer från gamla bergskivor, som saknar detaljer som tidpunkten, varaktighet, källa, och vattendjupet av händelserna. Forskare har aldrig kunnat studera ett stort kiselutbrott under vattnet strax efter det inträffade för att bättre förstå hur de händer och vad de producerar.

Havre är en del av Kermadec Arc, en kedja av vulkaner, varav några når ytan för att bilda Kermadec -öarna, mellan Nya Zeeland och Amerikanska Samoa. Vulkanerna bildas av förhållanden vid subduktionszonen där en av jordens största tektoniska plattor, Stillahavsplattan, dyker under Australian Plate. Nya Zeelands forskare kartlade Havre -vulkanen, en kaldera nästan 4,5 kilometer tvärs över havsbotten nordost om norra ön i Nya Zeeland, använder ekolodsinstrument ombord 2002 och igen omedelbart efter utbrottet 2012, avslöjar förekomsten av nytt vulkaniskt material på havsbotten.

År 2015, forskare från University of Tasmania, WHOI, University of California Berkeley, universitetet i Otago i Nya Zeeland, och andra reste till regionen ombord på forskningsfartyget Roger Revelle som drivs av Scripps Institution of Oceanography. De använde AUV Sentry i en serie med 11 dyk som kartlade mer än 50 kvadratkilometer havsbotten. De genomförde också 12 ROV Jason-dyk på totalt 250 timmar för att samla prover av utbrutet material och för att fånga högupplösta bilder av havsbotten inne i kratern.

Teamet fann att utbrottshistorien för vulkanen Havre var mycket mer komplicerad än de tidigare trodde, med den senaste utbrottet ensam bestående av lava från 14 vulkaniska ventiler mellan 900 och 1220 meter (3000 och 4000 fot) under ytan. De upptäckte också att vad de trodde ursprungligen var ett explosivt utbrott som främst skulle producera pimpsten, skapade också aska, lavakupoler, och havsbotten lavaströmmar. Kartläggning och havsbottenobservationer avslöjade att, av materialet som bröt ut, som var nästan 1,5 gånger större än 1980 års utbrott i Mount St. Helens, cirka 75 procent flöt upp till ytan och drev iväg med vindar och strömmar. Resten spreds över havsbotten upp till flera mil bort.

"I slutändan tror vi att ingen av magma utbröt på det sätt vi antar att ett explosivt utbrott inträffar på land, sa Soule.

Material som samlats in med hjälp av ROV Jason bekräftade utbrottets olika karaktär, ta prover av tät lava, aska, pimpsten, och jättepimpsten till ytan, inklusive ett stycke som mäter 1,5 fot i diameter som är det första i sitt slag som någonsin samlats och visas för närvarande på National Museum of Science and Nature i Tokyo. Den fysiska och kemiska sammansättningen av dessa prover hjälper forskare att lära sig hur utbrottet gick till, vad fick det att fungera som det gjorde, och hur materialet förändras över tiden.