Løser Etnas gåte med silikon og sirup

Afrika møter vårt kontinent og skaper Europas største vulkan på Sicilia. Silikon og sirup er hjelpemidler når ny forskning skal forklare hvorfor Etna spyr ild.

Etna på den italienske øya Sicilia regnes som Europas største aktive vulkan. Ny geofysisk modell kan ha avslørt hvorfor Etna finnes og hvorfor den fortsatt spyr ild. (Foto: Sebastian Litrico)
Etna på den italienske øya Sicilia regnes som Europas største aktive vulkan. Ny geofysisk modell kan ha avslørt hvorfor Etna finnes og hvorfor den fortsatt spyr ild. (Foto: Sebastian Litrico)

Etna på Sicilia er, etter Pico del Teide på Tenerife, Europas største vulkan. Etnas voldsomme utbrudd er kjent og omtalt allerede fra antikkens skrifter.

Den 3323 meter høye italianske vulkanen er en halv million år gammel. En ny modell utviklet av geofysikeren Wouter Schellart ved Monash University i Melbourne, Australia, kan forklare hvorfor vulkanen finnes og hvorfor den fortsatt våkner til liv med ujevne mellomrom.

Jordklodens ytterste deler består av tykke plater som kalles tektoniske plater eller jordplater. Noen av dem dekker hele kontinenter.

Etna ligger på Sicilia, omtrent der den afrikanske platen møter den eurasiske platen.

Vanskelig å forklare

Men bare omtrent. De fleste vulkanene i verden ligger i slike områder, der to jordplater møtes.

Etnas plassering i forhold til sonen der den afrikanske platen synker under den eurasiske passer imidlertid ikke helt, og forsøk på å forklare vulkanen med nærhet til sonen mellom de to platene har ikke vært sett som gode nok.

Schellart sier at den vulkanske aktiviteten til Etna er en vanskelig nøtt å knekke.

- Etna ligger ikke rett over den afrikanske platen, men sør for den, sier Schellart i en epost til forskning.no.

Han viser til at andre vulkaner i regionen lettere kan forklares som såkalte øybue-vulkaner, som har oppstått på samme måte som vulkaner i Japan, på Filippinene og andre steder i Stillehavet der én havbunnsplate synker inn under en annen.

Andre teorier som er fremmet tar utgangspunkt i at Etna er et resultat av en såkalt søylestrøm, som ikke er knyttet til jordplatenes bevegelser. Schellart avviser i likhet med mange andre denne teorien.

Forsøk i laboratorium

Schellart argumenterer for at Etna kan knyttes til møtet mellom jordplatene, men bare indirekte. Han støtter tidligere teorier som tar utgangspunkt i at enden av den afrikanske platen, der den synker ned mot den nedre del av mantelen, skaper strømmer som sender smeltet magma oppover mot jordoverflaten.

Mantelen ligger mellom jordskorpa og kjernen og den nedre delen av mantelen består av mykere steinmasser.

Det nye med Schellarts studie er at teorien er støttet av forsøk utført med egne modeller i laboratoriet. Til det bruker han en liten tank med flytende masse av ulik seighet og tyngde og et system av kameraer som fanger opp bevegelsene.

Ved hjelp av slike metoder kan teorier prøves ut, og prosesser som tar millioner av år kan gjenskapes på et par timer.

Geofysiker Wouter Schellart ved australske Monash University forsker på modellering av bevegelser i kontinentalplatene. (Foto: Monash University)
Geofysiker Wouter Schellart ved australske Monash University forsker på modellering av bevegelser i kontinentalplatene. (Foto: Monash University)

Skaper strømmer

I studien av Etna har han brukt en ”pannekake” av silikon blandet med jernpulver som sakte synker ned i en sirup-aktig sukkerlake i en tank. Tanken er i miniatyrformat – bare én meter ganger 60 centimeter.

”Pannekaka”, som har fått en rektangulær form, representerer i dette tilfellet en del av kanten av den afrikanske kontinentalplaten. Nærmere bestemt den delen som synker ned under eurasiske, i den delen av Middelhavet mellom Italia og Hellas som kalles Det joniske hav.

Det er her Sicilia og Etna ligger.

Schellart viser at en jordplate som synker ned kan skape en sterk oppadstigende strøm fra mantelen ved kantene av platene. Ifølge Schellarts artikkel i tidsskriftet Geology er resultatene fra modellforsøkene i samsvar med den observerte geologien på og ved Sicilia.

- Spår ikke

- Tida vil vise om det vitenskapelige samfunnet aksepterer den nye modellen. Så langt har jeg bare fått positiv tilbakemelding fra kollegaer. Men det vil helt sikkert bli mer debatt om temaet, skriver Schellart til forskning.no.

Det som er helt sikkert er at kunnskap om hvorfor Etna finnes og har vært aktiv i en halv million år ikke kan brukes til å forutsi neste utbrudd.

- Modellen som er presentert i denne forskningen har ingen direkte betydning for å spå vulkanutbrudd. Den dreier seg om geologiske prosesser som går over millioner av år, påpeker forskeren.

- Velkommen

Ifølge professor Reidar Trønnes ved Institutt for geologi og bergteknikk ved NTNU er det fortsatt mye vi ikke vet om bevegelsene i jordas mantel.

- Det vi vet, og som kan kartlegges ved måling av jordskjelv-signaler, er bevegelsen av platene som synker ned i mantelen. Oppadstigende søylestrømmer er vanskeligere å se, sier han.

Derfor ønskes modellering av den typen Schellart utfører velkommen.

Trønnes påpeker at grensen mellom den eurasiske og den afrikanske platen er komplisert i middelhavsområdet. Derfor har det vært vanskelig å enes om én forklaring på Etna.

Geologiprofessoren er positivt innstilt til Schellarts forklaring.

- Denne modellen er ikke helt ny, men den er likevel velkommen, sier Trønnes til forskning.no.

Trønnes sier at platebevegelsen som foregår ved Sicilia kalles platenedfolding. Det innebærer at enden av den afrikanske platen flytter seg østover fordi den folder seg ned. I denne delen av Middelhavet har plategrensen flyttet seg østover med omtrent 500 kilometer i løpet av de siste ti millioner år.

Trekkes ned

Trønnes påpeker at det er tyngdekraften og tyngden av den afrikanske kontinentalplaten som gjør at denne delen av platen synker ned i mantelen, ned mot 660 kilometers dyp.

Selv om Schellarts forskning ikke kan brukes til å spå neste utbrudd hos Etna, mener Trønnes at den har mer enn teoretisk betydning.

Ny kunnskap om platebevegelser og Jordas indre danner grunnlaget for å forstå den geologiske utviklingen.

- Denne kunnskapen setter våre fysiske forutsetninger, inkludert hav, luft og klimautvikling, inn i en riktig sammenheng, sier Trønnes.

Slik kunnskap er ikke minst viktig for Norge, mener han. Det er for eksempel mye vi ikke vet om potensielt verdifulle norske malmforekomster og en mer intensiv kartlegging av disse er underveis.

Referanse:
W. P. Schellart: “Mount Etna–Iblean volcanism caused by rollback-induced upper mantle upwelling around the Ionian slab edge: An alternative to the plume model,” Geology august 2010, vol. 38, no.8. Se sammendrag

Artikkelen er endret 25. oktober 2010.

Powered by Labrador CMS