En ny ubåtsvulkan bildades utanför ön Mayotte i Indiska oceanen 2018. Detta visades av en oceanografisk kampanj i maj 2019. Nu, ett internationellt team under ledning av vetenskapsmannen Simone Cesca från tyska GeoForschungsZentrum GFZ belyser processerna djupt inne i jorden före och under bildandet av den nya vulkanen. Det liknar att upptäcka en ny typ av signal från jordens inre som indikerar en dramatisk rörelse av smält sten före utbrottet. Med sina specialutvecklade seismologiska metoder, forskarna rekonstruerar den delvisa tömningen av en av de djupaste och största aktiva magmagasin som någonsin upptäckts i den övre manteln. Studien publiceras i tidskriften Naturgeovetenskap .

Sedan maj 2018, en ovanlig sekvens av jordbävningar har registrerats utanför ön Mayottes kust i Komorernas skärgård mellan Afrika och Madagaskar. Seismisk aktivitet började med en svärm av tusentals "till synes tektoniska" jordbävningar, som kulminerade i en jordbävning med magnituden 5,9 i maj 2018. sedan juni 2018, dock, en helt ny form av jordbävningssignal har dykt upp som var så stark att den kunde registreras upp till 1000 kilometer bort. Dessa 20 till 30 minuter långa signaler kännetecknas av särskilt harmoniska, låga frekvenser, nästan monokromatisk, liknar en stor klocka eller en kontrabas, och kallas mycket lång period (VLP) signaler. Även om centrum för den seismiska aktiviteten var belägen nästan 35 kilometer utanför kusten öster om ön, en kontinuerlig sänkning och rörelse österut av jordens yta vid Mayotte hade börjat samtidigt som de massiva svärmarna av VLP -händelser startade, ackumuleras till nästan 20 cm hittills.

Även om det inte fanns några bevis för tidigare vulkanisk aktivitet i epicentret av den seismiska aktiviteten, GFZ-forskare hade misstänkt magmatiska processer från början - skalvsvärmar i den övre skorpan som ofta uppstår som en reaktion på ökningen av magma och VLP under tidigare år var förknippade med kollapsen av stora kalderavulkaner. Det speciella frekvensinnehållet i VLP-signalerna orsakas av resonansoscillationen i den begravda magmakammaren. Ju djupare vibrationer, desto större magma-reservoar. Dock, jordbävningssvärmarna under havsbotten var mycket djupare än med andra vulkaner och resonanstonerna hos VLP:erna var ovanligt låga och starka.

Ett internationellt team ledd av GFZ-forskaren Simone Cesca analyserade seismologiska och geodetiska data från regionen för att studera dessa observationer och deras utveckling över tiden. Dock, undersökningarna komplicerades av det faktum att det inte fanns något seismiskt nätverk på havsbotten, och därför, mätningar var endast tillgängliga på stora avstånd på Mayotte, Madagaskar och i Afrika. "Vi försökte förbättra den ogynnsamma initiala situationen genom att utveckla speciella nya analytiska metoder som kluster- och riktade strålmetoder, säger Cesca.

Teamet identifierade olika aktivitetsfaser inom händelseförloppet från maj 2018 till idag. Den initiala svärmfasen indikerade en snabb uppåtgående rörelse av magma från en djup mantelreservoar mer än 30 kilometer under jordens yta. När en öppen kanal hade bildats från jordens mantel till havsbotten, magman började flyta obehindrat och bilda en ny undervattensvulkan. En fransk oceanografisk kampanj bekräftade nyligen födelsen av ubåtsvulkanen, vars läge sammanfaller med den rekonstruerade magmauppgången.

I denna fas, den skenbara tektoniska jordbävningsaktiviteten minskade igen, medan sänkningen av marken på ön Mayotte började. Likaså, långvariga monofrekventa VLP-signaler startade. "Vi tolkar detta som ett tecken på kollapsen av den djupa magmakammaren utanför Mayottes kust, " förklarar Eleonora Rivalta, medförfattare till det vetenskapliga laget. "Det är den djupaste (~ 30 km) och största magmabehållaren i den övre manteln (mer än 3,4 kubik kilometer) hittills, som plötsligt börjar tömmas.

"Eftersom havsbotten ligger 3 kilometer under vattenytan, almost nobody noticed the enormous eruption. Dock, there are still possible hazards for the island of Mayotte today, as the Earth's crust above the deep reservoir could continue to collapse, triggering stronger earthquakes, " says Torsten Dahm, head of the section Physics of Earthquakes and Volcanoes at the GFZ.