Am 7. Juli 1908 kreuzte der Kutter Albatross die Vulkaninseln Alaskas, als das Meer in eine Kuppel von der Größe des Kapitolgebäudes der Nation aufstieg, wie ein Bericht mit bewundernswerter Spezifität feststellte. Es wölbte sich und wölbte sich weiter, bis es platzte und eine Gas- und Dampfwolke freigesetzt wurde, die mit einer solchen Intensität aus dem Meer sprudelte, dass "die verzauberten Zuschauer zu befürchten begannen, in eine schreckliche Katastrophe verwickelt zu werden", schrieb William Thornton Prosser in seinem Aufsatz "Die Natur wurde zur Zauberin."
Die Erde an diesem Tag war gerülpst - große Zeit. Ein Unterwasservulkan setzte eine Wolke aus Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Wasserdampf frei, die wie eine Blase an die Oberfläche stieg, bevor sie sich destabilisierte und explodierte. Den Offizieren des Albatros wurde eine Show geboten, die nur wenige Menschen jemals gesehen hatten - und nur wenige seitdem gesehen haben.
Das heißt, bis Ende 2016 ein nahe gelegener Unterwasservulkan namens Bogoslof (dessen Gipfel genau über dem Wasser thront und Bogoslof Island bildet) zu handeln begann und schicke Mikrofone in 60 Meilen Entfernung zufällig lauschten. Durch die Analyse von niederfrequenten Infraschallsignalen (die unsere eigenen Ohren nicht wahrnehmen können), die aus dem Gebiet kommen, haben Forscher festgestellt, dass der Vulkan über ein halbes Jahr lang Gas in der gleichen Vielzahl von massiven Blasen freigesetzt hat, die die Albatross-Crew ausspioniert hat Über. Wie massiv Versuchen Sie es mit einem Durchschnitt von 750 Fuß, von denen jeder 180 Millionen Kubikfuß Gas enthält. Der größte war eine Viertelmeile breit, und die überfüllten Luftblasen schwollen in großen Kuppeln an die Oberfläche, platzten auf und warfen sieben Meilen hohe Wolken aus vulkanischem Dreck.
Bogoslof ist einer der winzigeren Flecken auf den Aleuten, aber das Stückchen über der Erde ist nicht unser Problem - der Abzug, der diese Luftblasen aufwirbelte, liegt direkt vor der Küste der Insel und ist in etwa 100 Fuß Wasser getaucht. Ende 2016 begann Bogoslof, Magma vom Meeresboden zu sprudeln. Diese Lava würde abkühlen und eine Art Kappe über der Öffnung bilden und Gase wie Kohlendioxid und Schwefeldioxid einschließen. Aber irgendwann würde der Druck zu groß werden und der Lavaschorf würde brechen und einen Gasstoß freisetzen. Dann würde es wieder mit Lava versiegeln, bis auch dies brechen und eine weitere Blase aufstoßen würde.
Als die Blasen an die Oberfläche aufstiegen, lösten sie sich nicht als schöne, saubere Kugel vom Abzug. Stattdessen versorgte die Entlüftung die Blasen kontinuierlich mit Gas, während sie aufstiegen. Stellen Sie sich das eher wie die großen Blasenstäbe vor, die eine lange Blase verfolgen, als wie die kleinen kugelförmigen Blasen, die aus einem kleineren Zauberstab herausströmen könnten. Und als eine dieser Unterwasserblasen die Oberfläche erreichte, wuchs sie wie die Ausbuchtung, die der Albatros vor über einem Jahrhundert erlebte.
Eine Blase biegt sich in der Größe und versucht, ein Gleichgewicht zu erreichen. Dabei handelt es sich um den Punkt, an dem der Druck auf das Innere der Blase und auf das Äußere - ob Atmosphäre oder Wasser - im Gleichgewicht ist. Da das Gas im Inneren komprimierbar ist, dehnt sich die riesige Blase aus, überschreitet jedoch ihr Gleichgewicht. An diesem Punkt drückt entweder die Atmosphäre oder das Wasser auf das Gas, um es erneut zu komprimieren, wodurch die Blase ihr Gleichgewicht verliert. "Es ist dieses Drücken und Ziehen zwischen dem Druck auf der Außenseite der Blase und dem Druck auf der Innenseite der Blase", beschreibt der Geophysiker John Lyons, leitender Autor eines neuen Papiers in Nature Geoscience, die Ergebnisse.
Dies ist als Oszillation bekannt, und dieser chaotische Drucktanz erzeugt den Infraschall, den Sensoren auf der nahe gelegenen Insel Umnak aufnehmen könnten. Da die Mikrofone mehrere hundert Fuß voneinander entfernt waren, erkannten die Sensoren Infraschallstöße zu geringfügig unterschiedlichen Zeitpunkten. Diese Algorithmen ermittelten anhand der Schallgeschwindigkeit, aus welcher Richtung das Geräusch kam. Das gleiche passiert in deinem eigenen Gehirn. "Der Klang kommt an einem Ohr an, entweder schneller oder langsamer, und zwar nur ein bisschen schneller als am anderen", sagt Lyons. "Unsere Ohren wirken wie ein Array aus zwei Elementen."
Frühere Arbeiten haben gezeigt, wie viel kleinere Blasen Infraschall erzeugen, wenn sie oszillieren, sodass Lyons und seine Kollegen die Eigenschaften dieser massiven Vulkanblasen berechnen konnten, um zu zeigen, wie sie sich gebildet haben, wie groß sie sind und wie sie sich im Laufe der Zeit selbst zerstört haben 10 Sekunden, bevor sich die Magmakappe wieder bildete und wieder zerbrach, setzte eine weitere Blase frei. (Unten ist das für menschliche Ohren eingestellte Audio zu hören. Der Infraschall ist 300-fach beschleunigt, sodass jeder der Spitzen tatsächlich ein separates Blasensignal ist.)
Dieser Clip erfasst den Beginn eines Ausbruchs am 8. März 2017 und geht dann in eine Sequenz von mehr als 100 aufeinanderfolgenden Blasensignalen über. (Jede Spitze in der Wellenform ist ein Blasensignal.) VIDEO: JOHN LYONS
Und oh, wie die Blasen sich selbst zerstörten. Als eine Blase die Oberfläche durchbrach, bildete sie eine mehrere Fuß dicke Wasserkuppel auf sich. Aber die Schwerkraft zog an diesem Wasser, was dazu führte, dass es die Seiten der Kuppel hinunterstürzte und die gesamte seltsame Struktur destabilisierte, bis… Pop. Eine 750 Fuß breite Blase platzt und schleudert einen Strahl heißen Gases und Asche kilometerweit in die Luft. "Stellen Sie sich die Gewalt eines normalen Vulkanausbruchs vor, aber dann fügen Sie eine Menge Wasser hinzu", sagt Lyons.
Wie diese explosiven Momente aussahen, kann niemand mit Sicherheit sagen. Zu dieser Zeit befand sich jedoch zufällig ein Küstenwacheschiff im allgemeinen Gebiet, und es sandte Lyons ein körniges Foto einer vulkanischen Blitzwolke und sogar etwas Weißglut aus Lavastücken.
Alles berauschende Dinge, aber es ist leicht zu vergessen, wie gefährlich selbst ein abgelegener Vulkan sein kann. Es gibt keinen Hinweis darauf, dass Bogoslof bei diesen Ausbrüchen Tsunamis auslöste, aber U-Boot-Vulkane können und senden massive Wellen aus. Tatsächlich sind 17 Prozent der Todesfälle durch Vulkanausbrüche über und unter Wasser auf Tsunamis zurückzuführen.
„Je besser wir diese modernen Erfassungs- und Modellierungstechniken anwenden können, um die Eruptionsprozesse zu verstehen, desto besser können wir sie in Zukunft vorhersagen“, sagt Bob Dziak, der an der NOAA U-Boot-Vulkane und Akustik untersucht, aber wer war nicht an der neuen Studie beteiligt.
Außerdem können wir geologische Magen-Darm-Beschwerden auf höchstem Niveau beobachten.
