Lidt om Tongas eksplosive udbrud.

Vulkanen Hunga – Tonga – Hunga Haàpai er en over 2000 meter høj undersøisk vulkan – altså opbygget fra havbunden til havets overflade. Hele området Hunga Tonga og Niuafouou ligger på en subduktionszone ved krydset mellem Stillehavets og Australiens tektoniske plader. Der ligger henimod 20 vulkanske krateråbninger delvis over men også under vandet.

Tongaøerne omfatter en dobbelt ø-kæde og ligger i den nordlige ende af en aktiv ø-bue, der strækker sig NNE fra nordøen i New Zealand.

Den østlige kæde er kalkstensdækket, og den vestlige ø-kæde indeholder aktive vulkaner.

Mange har undret sig over, at dette her seneste udbrud i januar i år var så kraftigt, hvilket man dog forholdsvis hurtigt kunne tolke.

Som læsere af vulkaneksperten husker var det kraftige vulkanudbrud i Stillehavet ved Tongaøerne et af de mest energiudladende på vores jordklode i de seneste 30 år. Det seneste inden dette her, var vulkanen Pinatubos udbrud på Filippinerne i juni 1991. Askeskyerne ved Tongaudbruddet i år steg op til ca. 60 kilometers højde og spredtes med vinden i alle retninger. Udbruddet begyndte sidst i december 2021 i vulkanen ved Tonga og knapt en måned senere – 15. januar kom det voldsomme udbrud med eksplosionerne. Øen, hvor udbruddet fandt sted, hævede sig kun lidt over havets overflade. Døgnet forinden de store eksplosioner havde der været et mindre udbrud, hvilket ændrede og sænkede vulkanens overflade, så havvandet nu fossede ind i den glødende smeltede lava, der havde en temperatur på mindst 1000 graders Celsius. Når havvandet – eller is for den sags skyld kommer i berøring med en 1000 grader hed glødende stenmasse, som lava nu engang er, så vil det nå kogepunktet og splintre alt omkring sig til småskår.

Det var denne proces, der i dette udbrud blev skyld i de stærke eksplosioner.

En liter vand kan forvandles til flere tusinde liter vanddamp og når det sker lynhurtigt dannes der kraftige eksplosioner. Et sådant vulkanudbrud kaldes for en hydromagmatisk eksplosion, d.v.s. vanddampeksplosion. Dette er sket mange gange før, bl.a. ved undersøiske vulkanudbrud.

Analyse og tolkning af udbrudsfænomenerne og det udslyngede materiale blev gjort af vulkanologer på stedet og vulkanolog Melissa Scruggs fra University of California.

Vulkanforskere har beregnet, at der i dette udbrud blev udsendt ca. 2 kubikkilometer aske og gasser ud i luften, som bevirkede, at næsten 90 procent af de lyn, der fandt sted skyldtes udbruddet fra Tonga.

Kermandec og Tongaøerne består altså af en ø-kæde af vulkaner af hvilke de 15 betragtes som aktive og 8 undersøiske vulkaner.

Ud af dem er der bl.a. Falcon Island og Late.

En af dem er Niuafou`ou – en lille bevokset vulkanø i Stillehavet – ikke langt fra Fiji – Tonga og Samoa. Den er ca. 200 meter høj og kaldes også Tin – can fra den tid, da posten til og fra øen blev afhentet i en tilloddet kiksdåse, som en svømmer trak i land efter sig. Øen er godt 20 kilometer i omkreds og har en lagune i midten. I lagunen er der varme kilder.

Vulkanologien siger, at Niuafou`en udgør toppen af en stor undersøisk skjoldvulkan, samt at den vandfyldte lagune er en caldera, og ringvolden består af lava og askelag. Der sker både vulkanudbrud af den rolige slags og så de mere eksplosive fra bunden af lagunesøen. Her bor folk faktisk inde i selve vulkanen, og i 1929 opstod et ildspyende krater sig i midten af byen Angahas ved et køkken udenfor et hus og 20 meter fra et andet hus, der var beboet. Folk løb heldigvis væk med det samme. Husene blev begravet under 100 meter lag af lava og aske.😊

Vulkaner i Tonga | John Seach

Kilde: John Seach

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai vulkanen (Tonga Ridge) – Smithsonian / USGS Weekly Volcanic Activity Report for 2. februar-8. februar 2022 (Ny aktivitet / uro)

tors, 10 feb 2022, 09:24

Den 4. februar offentliggjorde Tonga Geological Services (TGS) droneoptagelser af den barmhjertige samaritanske strand, der ligger på NE-siden af Tongatapu, der viser, at tsunamier fra Hunga Tonga-Hunga Ha’apai-udbruddet den 15. januar nåede områder i 15 m højde, 200 m inde i landet. Et indlæg fra den 6. februar gav detaljer om, hvad der skete, da tsunamier nåede Mango Island, hvoraf det fremgik, at bølger, der var 12 m høje, gik over kirketårnet, nåede 500 m inde i landet og skubbede bygninger og strukturer mod træernes indre mur. Beboerne flygtede til et område, der var 30 m højt, 700 m fra kysten, og blev der hele natten, mens asken faldt.
TGS bemærkede, at oprydningsindsatsen fortsatte på øerne, og at kommunikationen langsomt blev genoprettet.

Kilde: Tonga Geological Services, Tongas
regering—

Lidt om processen i vulkanudbrud:

Selve processen i vulkanernes udbrud har man længe vidst en hel del om, mens magmaets dannelsesproces længe har været et mysterium…

”Hovedmassen af det, der udstødes fra jordens indre gennem vulkanerne, er ikke ild, ikke glødende stenmasser, men vanddamp”, skriver professor N.V.Ussing i sin bog om vulkaner i 1904.

”Selve udbruddet skyldes luftudvikling i magmaet, der ved den nederste ende af kraterkanalen fremkalder dampbobler, som efterhånden udøver et så stort tryk på, at den overliggende, størknede lava sprænges. Idet modtrykket herved indskrænkes betydeligt, foregår der pludselig en en yderst livlig udvikling af luftbobler, der med eksplosionsagtig voldsomhed slynger størknede lavabrokker i vejret og får den flydende lava til at stige op igennem krateret. Virksomheden kan bedst sammenlignes med den langsomme og spruttende kogning af kogning af grød, harpiks eller lim, der til sidst koger over. Derimod foregår der ingen virkelig forbrænding i vulkanerne, og det er egentlig galt at kalde det fine lavastøv for aske. Det lysende ildskær, man om natten ser over krateret, skyldes ikke flammer, men er kun den glødende lavas genskin på dampskyerne. Da de øverste dele af af de kegleformede vulkanbjerge kun består af løst sammenhobede slagger, der ikke kan modstå trykket af lavaen, hæves denne næsten aldrig op til selve kraterranden, men bryder frem på bjergets sider. ”

Disse linjer om selve processen i et vulkanudbrud har man tolket allerede for mere end 100 år siden og står omtalt i leksika allerede fra begyndelsen af 1900 – tallet. Derimod selve dannelsen af magmaet inde i jorden er det først indenfor de seneste 50 år man er begyndt at løfte sløret for…

I dag ved vi, at smeltning af bjergarter Jordens indre har flere årsager:

Magmaet dannes dybt inde i jorden i forbindelse med opad strømmende varme og kontinenternes bevægelser – altså pladetektonik. Det er hovedsageligt der, hvor pladerne enten glider fra hinanden eller hvor de glider imod og ned under hinanden. F.eks. hvor en havbundsplade, der er meget vandholdig presses ned og ind under en anden, så smelter jordens kappe, der befinder sig lige under pladen og nedsætter dets smeltepunkt og danner magma med en højere eksplosivitet, som netop tilfældet er ved Tongaøerne. Dette er hovedfaktoren for at danne magma i Astenosfæren(det bløde lag) – altså i ca. 100 til 300 kilometers dybde under jordens overflade – men kun i 10 – 20 kilometers dybde i de midtoceaniske højderygge – kontinentalspalter og underskydningsgrave(hvor en plade presses ned under en anden). Sedimenter i en vandholdig havbundsplade(altså underskydning) har som regel et noget lavere smeltepunkt, da der er mere vand i den og nedsænker det ovenfra liggende pres igen. Konvektionsbevægelser i jordens kappe opvarmer bjergarterne, der langsomt hæves opad gennem jordens kappe mod jordskorpen indtil de på et tidspunkt smelter og danner magma.

Det er altså magmaets fysiske egenskaber og dets påvirkning mod dets omgivelser, der får det til at stige opad imod jordens overflade, fordi det er lettere end sine omgivelser. Det er ikke et tryk fra selve jordens indre, der presser magmaet op og ud igennem en vulkan som lava og aske, men dets egenskaber, fordi det er en flydende smeltemasse og fylder mindre end de omgivende faste stenmaterialer i selve jordskorpen. Jeg er tit ude for til mine foredrag, at folk spørger mig om hvorfor trykket inde i jorden ikke formindskes, hvis en vulkan får udbrud. Sagen er, at der hele tiden vil dannes ny magma, fordi kontintalpladerne vil altid bevæge sig på grund af den konstante varmeudledning fra jordens indre. Magmaet bevæger sig langsomt opad, fordi det er flydende og har en lavere massefylde end sine omgivelser. Denne proces kan man ikke gøre noget ved eller ændre. Den smeltede magmas vej til jordoverfladen foregår oftest i to etaper, fordi den kan ikke stige højere op end at den forbliver lettere end sine omgivelser. Bevægelsen går i stå et eller andet sted i jordskorpen og danner et magmakammer. Smeltemassen befinder sig nu i omgivelser, der er koldere end sine omgivelser og begynder delvis at smelte og danne krystaller. Herved stiger gastrykket i restsmelten, der danner gasbobler i den øverste del af kammeret og nedsætter magmaets vægt og mindsker trykket og gasserne frigives som gasbobler og gasserne et vulkanudbrud kan begynde.

To ting er vigtige ved et vulkanudbruds voldsomhed. Nemlig kisel og vandindhold. Kiselindholdet bestemmer flydetrægheden af smelten, det opløste vand i smelten bestemmer dets eksplosivitetsniveau. Ligger et magmakammer tæt ved jordens overflade kan den smeltede magma yderligere beriges af vand og kisel fra de omliggende klipper og fra grundvandet eller havvandet, som vi netop ser eksempler på.

Generelt kan man sammenligne et vulkanudbrud med åbningen af en sodavandsflaske, hvor den overophedede damp bobler i stedet for kulsyrebobler. I en tæt tillukket flaske holdes gassen usynlig i opløsningen af det oven overliggende tryk. I det øjeblik flasken åbnes, flyder boblerne i den ekspanderende gas som regel stille og roligt op til overfladen som netop tilfældet i et roligt vulkansk udbrud.

Hvis derimod væsken eller smelten er under et stort tryk, bliver den overmættet med gas, i det øjeblik kapslen tages af flasken, og væsken strømmer voldsomt skummende ud. I et eksplosivt vulkanudbrud er trykket på det sejtflydende og vandholdige magma så enormt, at boblerne ekspanderer eksplosivt. Det er en forstærkende effekt, der ikke kan standse.

Lavt vand og kiselsyreindhold giver et roligt udbrud med tyndtflydende lava.

Lidt kisel og meget vand strømmer dampboblerne ud gennem den tynde lava og danner høje lavafontæner.

Er der lidt vand og meget kisel skydes en dejagtig træg kuppel eller prop af lava op og danner en dome i vulkanens flaskehals.

Er der meget kisel og meget vand i smelten forhindrer den trægtflydende lava dampen i at slippe roligt ud, og når trykket ovenover pludselig forsvinder, eksploderer den indespærrede gas og danner askelaviner.

Kilde: Henning Andersen.