Ett internationellt team av forskare ledda av Dr. Steffen Kutterolf från GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel har hittat bevis på ett historiskt ubåtsutbrott av vulkanen Kameni på Santorini för första gången. I deras artikel, publicerad idag i tidskriften Nature Geoscience , beskriver de nyupptäckta pimpstens- och askavlagringar som stödjer historiska uppgifter om ett undervattensutbrott år 726 e.Kr.

Den grekiska ögruppen Santorini, känd för sina pittoreska vita hus med blå tak, är inte bara ett populärt turistmål utan också en av de mest grundligt utforskade vulkaniska ögrupperna i världen. Öarna, arrangerade i ett cirkulärt mönster, bildar kanten på en havsöversvämmad kaldera – den bassängformade fördjupning som lämnats av tidigare utbrott.

I dess centrum finns den för närvarande aktiva vulkanen Kameni, vars toppar bildar öarna Palea Kameni (Old Burnt Island) och Nea Kameni (New Burnt Island). Skärgården bildades efter det förödande minoiska utbrottet från sen bronsålder för cirka 3 600 år sedan, när den tidigare vulkanen bröt ut stora mängder aska och pimpsten och så småningom kollapsade och skapade Santorinis ikoniska calderaväggar.

Detta var dock inte den första kalderakollapsen i Santorinis historia. "Vi känner nu till minst fem sådana händelser under den senaste halvmiljonen åren", säger huvudförfattaren Dr. Jonas Preine, som avslutade sina doktorandstudier på vulkanfältet Christiana-Santorini-Kolumbo vid Universität Hamburg.

"Som andra stora vulkansystem går Santorini igenom kalderacykler. Efter ett mycket stort kalderabildande utbrott, tros den nya cykeln börja med små men frekventa utbrott när vulkansystemet laddas om. Det fortsätter sedan att mogna, och utbrotten blir större men mindre frekvent innan systemet är redo att producera ett nytt calderabildande utbrott."

Detta sker vanligtvis under perioder på tiotusentals år. Santorini befinner sig för närvarande i en fas av magmaackumulering men är fortfarande långt från en annan kalderakollaps. I detta skede förväntas inga större explosiva utbrott.

Men de nya seismiska och borrexperimenten och de efterföljande geokemiska analyserna vid GEOMAR utmanar denna hypotes:ett utbrott på försommaren år 726 har upptäckts och rekonstruerats på olika ställen i borrkärnorna inifrån och utanför kalderan.

Historiska skrifter berättar att man bevittnat havet som kokar "som om det värmdes upp av en glödande ugn." Stora pimpstensblock kastades ut i sådan mängd att de täckte havsytan över ett stort område och fördes med vinden till Mindre Asiens och Makedoniens kuster.

Det har föreslagits att det plötsliga uppkomsten av flytande stenar i Egeiska havet kan ha föranlett kejsar Leo III av Konstantinopel, av rädsla för gudomligt missnöje, att införa ikonoklasm, ett förbud mot visning av religiösa symboler, vilket orsakade allvarlig socioekonomisk instabilitet i Bysantinska imperiet. Bortsett från dessa historiska berättelser har konkreta bevis för detta utbrott saknats fram till nu.

Var rapporterna överdrivna? Eller hade de historiska författarna blandat ihop Santorini med en annan vulkan?

Den internationella IODP Expedition 398 "Hellenic Arc Volcanic Field" gav sig ut ombord på borrfartyget JOIDES Resolution för att avslöja rester av detta historiska utbrott. Seismisk reflektionsdata med hög upplösning som tidigare samlats in antydde tjocka sedimentlager av oklart ursprung.

Genom att borra till djup på upp till 300 meter lyckades teamet samla bevis på det massiva undervattensutbrottet år 726:Undersökningarna avslöjade ett lager av grå pimpsten och aska, upp till 40 meter tjock, otvetydigt kopplad till ett enda utbrott.

"Det här utbrottet måste till stor del ha skett under vattnet i den översvämmade kalderan, eftersom nästan inga avlagringar från utbrottet hittades på land", säger Dr Jens Karstens, marin geofysiker vid GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel och andra författare till studien . "Detta är i linje med de historiska ögonvittnesrapporterna."

Jonas Preine betonar att utbrottet 726 e.Kr. var 30 gånger mindre än det berömda minoiska utbrottet och säger:"Det finns inget som tyder på att ett liknande utbrott kommer att inträffa inom en snar framtid."

Ändå har de nya insikterna om Santorinis vulkaniska beteende betydande implikationer för riskbedömning, eftersom forskningen tyder på att även under de tidiga faserna av calderacykeln kan större explosiva utbrott inträffa. Dessutom visar resultaten på behovet av större uppmärksamhet på ubåtsutbrott.

Preine säger, "Om vi ​​var omedvetna om avlagringarna av ett så stort utbrott från en vulkan som är väl studerad som Santorini, måste vi anta att våra globala utbrottsregister har en betydande blind fläck för explosiva ubåtsutbrott."

Att inse potentialen för farliga explosiva utbrott i de tidiga stadierna av calderabildning kan vara avgörande för att utveckla mer omfattande riskreducerande strategier.

Mer information: Jonas Preine, Hazardous explosive eruptions of a rechargeing multi-cyclic island arc caldera, Nature Geoscience (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01392-7. www.nature.com/articles/s41561-024-01392-7

Journalinformation: Naturgeovetenskap

Tillhandahålls av Helmholtz Association of German Research Centers