Met de energie die vrijkomt tijdens onderzeese erupties kun je de gehele Verenigde Staten van stroom voorzien.

Aardse, lavaspuwende vulkanen zijn goed bestudeerde verschijnselen waar we onderhand aardig wat van af weten. Anders is dat voor onderzeese exemplaren. En dat terwijl het grootste deel van de vulkanische activiteit in de wereld in de oceaan plaatsvindt. Onderzoekers besloten in een nieuwe studie deze raadselachtige onderwatervulkanen aan een grondige analyse te onderwerpen. En daaruit blijkt dat we de kracht van onderzeese erupties flink hebben onderschat.

Oninteressant
Uitbarstingen van onderwatervulkanen werden lange tijd als vrij oninteressant beschouwd. Allereerst heeft dit ermee te maken dat onderzeese erupties vaak op enkele kilometers diep plaatsvinden. En het detecteren van een uitbarsting zo ver onder het zeeoppervlak is een buitengewone uitdaging. Bovendien werd gedacht dat daar waar aardse vulkanen vaak spectaculaire erupties veroorzaken – waarbij vulkanische asdeeltjes in de wijde omgeving worden geslingerd – onderzeese uitbarstingen alleen maar langzaam bewegende lavastromen tot gevolg hebben. Maar niets blijkt minder waar, zo suggereert nieuw onderzoek. Met behulp van op afstand bestuurbare onderwaterrobots die in de Noordoostelijke Stille Oceaan werden gedropt, hebben wetenschappers nu aangetoond dat onderzeese erupties schrikbarend krachtig zijn.

Megapluimen
Boven verschillende onderzeese vulkanen hebben wetenschappers al eerder zogeheten ‘megapluimen’ ontdekt. “Hoewel men veronderstelde dat erupties van onderwatervulkanen deze megapluimen vormden, was dit nog niet bevestigd,” vertelt onderzoeker David Ferguson in een interview met Scientias.nl. “Maar onze resultaten leveren nu sterk bewijs dat megapluimen tot stand komen tijdens onderzeese vulkaanuitbarstingen.” Deze megapluimen bevatten heet water dat rijk is aan chemicaliën. Eigenlijk werken deze megapluimen op dezelfde manier als atmosferische pluimen die we bij vulkanen op het land zien: ze strekken zich eerst naar boven uit en vervolgens naar buiten, terwijl ze tegelijkertijd vulkanische as meevoeren. De omvang van deze onderzeese megapluimen is immens, met een watervolume dat overeenkomt met veertig miljoen (!) Olympische zwembaden.

Energie
Onderzoekers komen nu in de nieuwe studie tot de verbazingwekkende ontdekking dat de hoeveelheid energie die vrijkomt en die nodig is om as naar de waargenomen afstanden te transporteren, extreem hoog is. “De energie die nodig is om de megapluimen – die de vulkanische as meevoeren – te vormen, is echt veel hoger dan die bij veel uitbarstingen op het land,” vertelt Ferguson. “Zowel de snelheid als de totale afgifte van energie is zo hoog, dat we dit moeilijk in termen van vulkanische modellen kunnen uitdrukken.” Het team komt tot de opmerkelijke ontdekking dat er tijdens onderzeese erupties zoveel energie vrijkomt dat je hiermee de gehele Verenigde Staten van stroom kunt voorzien. “De snelheid waarmee energie vrijkomt tijdens een eruptie is zo hoog, dat we de resultaten aanvankelijk verwierpen,” aldus Ferguson.

Wie nu denkt dat we de vrijkomende energie van onderzeese erupties daadwerkelijk kunnen gebruiken om continenten mee in stroom te voorzien, moeten de onderzoekers helaas teleurstellen. “Dat is erg onwaarschijnlijk,” stelt Ferguson. “De bron van deze pluimen is zeer ontoegankelijk en bevindt zich kilometers onder water. Bovendien is het erg lastig te voorspellen wanneer ze acte de présence geven. Daarnaast komt er in zo’n ontzettend snel tempo zoveel energie vrij, dat we hier helaas weinig mee kunnen.”

Dankzij de studie komen we steeds meer over onderzees vulkanisme en de rol van onderwatervulkanen in het mariene milieu te weten. “De resultaten verklaren bijvoorbeeld de oorsprong van megapluimen, die voor het eerst aan het einde van de jaren tachtig werden ontdekt maar sindsdien altijd een raadselachtig karakter hebben gehouden,” zegt Ferguson. Het betekent dat de onderzoekers een rechtstreeks verband hebben ontdekt tussen megapluimen en onderzeese uitbarstingen én dat megapluimen verantwoordelijk zijn voor het transport van vulkanische as in de diepe oceaan. Deze pluimen vormen zich in een mum van tijd – slechts in een paar uur – waardoor er in korte tijd enorm veel energie wordt gegenereerd. “Bovendien werpen ze ook licht op de processen die plaatsvinden tijdens een onderzeese eruptie, hoe deze uitbarstingen hun omgeving beïnvloeden en een wisselwerking aangaan met hydrothermale systemen die aanwezig zijn in de oceanische korst.”

Wat we met de opgedane kennis kunnen? “De bevindingen zijn met name interessant voor toekomstig onderzoek naar onderzeese erupties en de invloed die ze op hun omgeving hebben,” licht Ferguson toe. Bovendien breiden we ook onze kennis over de nog altijd mysterieuze onderwatervulkanen steeds verder uit. “Het blijft buitengewoon moeilijk om een onderzeese eruptie met eigen ogen te observeren,” zegt Ferguson. “Maar dankzij de ontwikkeling van instrumenten die vastzitten aan de zeebodem, krijgen we gelijk de gegevens binnen als er ‘iets’ aan activiteit gedetecteerd wordt. Deze inspanningen, in combinatie met het voortdurend in kaart brengen en bemonsteren van de oceaanbodem, betekent dat we langzaam maar zeker het vulkanische karakter van de oceanen beginnen te begrijpen.”