Den moderne
vulkanologis opståen
IV. Ved
Perrets død i 1940 havde hans
bidrag til vulkanologien givet ham mange
æresbevisninger. Blandt andet var han blevet ridder af den
franske æreslegion
og af den italienske kroneorden. Men den anerkendelse, der nok ville
have
glædet ham allermest, kom posthumt. Martiniques øboere
udnævnte ham til
æresborger og rejste en statue af ham i den genopbyggede by St.
Pierre. Videnskab,
sagde den franske matematiker Jules Henri Poincaré, er opbygge
af fakta, som et
hus er bygget af sten. Perret samlede ved hjælp af sine
utrættelige
vulkaniagttagelser flere fakta og observationer om vulkaner end nogen
anden
videnskabsmand på hans tid. Men den anden halvdel af
Poincarés aforisme hævder,
at en samling fakta ikke er mere videnskab, end en bunke sten er et
hus. Fakta
og iagttagelser kræver teorier, systemer og mønstre for at
give sammenhæng. Da det
20. århundrede
nåede sin
midte, blev fortalere for de eksisterende vulkanisnieteorier i stigende
grad
hårdt presset til at forklare, hvad Perret og hans kolleger havde
observeret.
For mens Perret havde dokumenteret betydningsfulde ligheder, der
passede til
det accepterede teoretiske system, så havde han også fundet
vigtige forskelle,
der stillede stadig mere alvorlige spørgsmålstegn ved
den gamle tankegang. Perret
studerede selv vulkaner på Hawaii og fandt dem væsentlig
forskellige fra hans
mere kendte »jagtmarker« på Vesuv og Mount
Pelée; de hawaiianske udbrud var
langt blidere, og deres lavastrømme mere righoldige; og han
vidste utvivlsomt
noget om den endnu mere enkle adfærd hos de islandske vulkaner. Island viste geologerne et fuldstændigt anderledes billede af vulkanisme. Øens godt 102.000 kn12 store landmasse - bestående næsten fuldstændig af sort basalt, her og der isprængt subarktiske græsgange og små nåletræer - var flænget af store, generelt parallelle spalter, som om øen på en eller anden måde var blevet skåret op med en stor jordkløvende kniv. Mange af de islandske vulkaner kom i udbrud, ikke fra den sædvanlige bjergtop, men fra en nylig skabt, eller allerede eksisterende spalte. Skønt de ikke var i stand til at forklare det, har geologer været klar over de islandske vulkaners natur lige siden det dramatiske udbrud fra Laki i 1783. Tidligt
i juni det år havde pludselig en 24 km lang
spalte åbnet sig vidt op nær ved Islands sydkyst.
Efter nogle indledende eksplosive ouverturer ledsaget af
voluminøse askeskyer,
var basaltisk lava begyndt at strømme fra spalten og var fortsat
med at flyde
hele sommeren i en serie stødvise udbrud fra nye sprækker,
der åbnede sig i det
samme område. I august var et areal på 578 kn12 blevet
brolagt med ny klippe. Bjerget Lakis udbrud var
stoppet i februar 1784, men
på dette tidspunkt var atmosfæren på hele øen
blevet
formørket af en blålig svovldis, der forgiftede
afgrøden og dræbte mere end halvdelen
af kreaturerne på øen. Værre var det dog, at
tågen var så blindende, at de
almindeligvis frygtløse islandske fiskere havde opgivet at
gå til havs. En
femtedel af Islands 49.000 indbyggere
døde af sult den vinter. Vulkanologer
samlede i første halvdel af det 20. århundrede
tegn på mange andre ikke-eksplosive strømme af
lava. En sådan strøm havde for 100 millioner år
siden skabt det 512.000 kn12 store
Deccan-plateau
i det nordvestlige Indien; en anden strøm havde for ca. 25 millioner
år siden
efterladt det 225.000 kn12 store
Columbia-plateau i det nordvestlige USA. Et
bemærkelsesværdigt spalteudbrud fra Hekla i Island i
løbet af 1947 gav en
mulighed for
koncentreret forskning og gjorde det umuligt for teoretikerne
længere at undgå
det deraf følgende spørgsmål: Hvorfor
opførte islandske vulkaner sig så
forskelligt fra vulkaner i Middelhavet, og vulkaner i Middelhavet fra
de
hawaiianske? De fandt nøglen til svaret i viskositet. Viskositet
kan defineres som den indre friktion i en væske.
Højviskøse væsker, som tjære,
har stor indre friktion, der får dem til at flyde meget langsomt.
Mindre
viskøse væsker, som vand, flyder let, fordi de enkelte
partikler inde i dem
bevæger sig forbi hinanden med meget ringe friktion. Den
bestanddel, som magma
var mest rig på, var SiO2 (eller kiselsyreanhydrid). Geologer
vidste, at mere
end 50 % af
jordens skorpe er SiO2 - det er grundbyggestenen for de fleste
bjergarter og
alt magma; og fortsat forskning i magma-kemi førte til den
konklusion, at
mængden af SiO2 i magma generelt bestemte dens viskositet: jo
højere indhold,
desto tykkere magma. Når
SiO2
udgør 70 %
eller mere af blandingen, er det resulterende magma tykt og dejagtigt i
konsistensen og kaldes surt magma. Den bjergart, der dannes af det,
indeholder
store mængder feldspat og kvarts. Når magmaet ikke
indeholder over 50 % SiO2, er
den mindre viskøs; det kaldes så basisk eller
mafisk magma, og det krystalliserer til bjergarter rige på
mørke mineraler.
Viskositeten kunne også blive påvirket af ændringer i
temperaturen eller
tilstedeværelse i magmaet af luftarter eller fast materiale,
såsom brudstykker
af omgivende klipper eller store krystaller. Denne
forståelse af magmaets varierende viskositet førte igen
til en forklaring på,
hvorfor nogle vulkaner, især de hawaiianske og eksempler fra
Middelhavet,
blæste enorme mængder af gas op i luften uden at eksplodere
i ødelæggende
rystelser som ved Krakatau eller Mount Pelée. Nogle boblede og
spruttede som
Stromboli på De lipariske Øer. Andre, som Kilauea på
Hawaii, udgød blot lag af
lava. Hvad disse relativt uskyldige vulkaner havde til fælles,
var deres magma -
det var af typen med lavt SiO2,-indhold, basisk. Dets viskositet var
så lavt,
at når de flygtige gasser skilte sig ud fra magmaet, var de i
stand til at hæve
sig gennem dette med støt hastighed og boble op i
atmosfæren. På
den
anden side delte eksplosive vulkaner som Vesuv, Tambora, Krakatau og
Mount
Pelée karakteristika, såsom højt SiO2,-indhold og
surt magma, som virkede
fuldstændigt forskelligt. Når dette klodsede,
viskøse magma nåede overfladen,
havde det en tendens til at blokere vulkanens krater. Det
størknede ved en
meget højere temperatur end basisk magma, så det somme
tider dannede en
skorpe, eller hvad geologerne kalder en »dorne«, over
krateret. Alt dette medvirkede
til at låse gassen nede under overfladen og tillade den at
opbygge et tryk så
formidabelt, at bjerget bogstavelig talt ville svulme. På et
tidspunkt ville
domen uundgåelig revne, og magma - i fast, flydende og
halvflydende form,
blandet med gammel klippe og store mængder af den
indespærrede gas - blive
slynget op i luften. Men
selv med deres nye opfattelse af de forskellige vulkantypers
virkemåde kunne
videnskabsmændene ikke forklare mønsteret i vulkanernes
fordeling i hele
verden. Af de 600 aktive vulkaner, de havde identificeret, var
næsten alle
eksplosive og fandtes i snævre bælter; et af
bælterne, kendt som »ildringen«,
beskrev en grov cirkel langs omkredsen af Stillehavet; en anden strakte
sig
tværs over det nordlige Middelhav gennem Lilleasien og ind i
Himalaya; og mens
vulkanologer kunne berette indgående om på hvilke
måder, de islandske og
hawaiianske vulkaner var radikalt forskellige fra deres eksplosive
søstre,
kunne de ikke forklare, hvorfor disse to isolerede områder
udviste så ganske forskellige
processer. Svarene
kom med åndeløst spændende pludselighed i midten af
1960erne. De var resultatet
af en titanisk uoverensstemmelse inden for de videnskabelige kredse i
traditionen fra den neptunistisk-vulkanistiske diskussion fra det 18.
århundrede.
Da støvet endelig lagde sig efter nogle få år, kom
der en udbygget struktur
frem, inden for hvilken vulkanologiens mysterier og alle jordens
videnskaber
blev belyst, som de aldrig var blevet før; dette nye syn
på jorden blev kaldt
teorien om pladetektonik. Denne
teori beskrev et globalt system meget lig Huttons visioner, men med
raffineringer og udvidelser, der tog fat på de
uoverensstemmelser, den gamle
teori ikke havde været i stand til at løse. Ifølge
teorien om pladetektonik var
jordens ydre skal delt i syv større plader, hvoraf nogle bar
kontinenter, og
alle var i bevægelse. Deres grænser strakte sig tværs
over planetens overflade
i store takkede buer, som revnerne i skallen på et frosset
æg. Deres bevægelse
var varieret, så nogle steder gled pladerne forbi hinanden, mens
de i andre
sektioner bevægede sig væk fra hinanden, og i endnu andre
knasede de mod
hinanden. Når de stødte sammen, dykkede den ene plade
sædvanligvis ned under
den anden ind i jordens smeltede dybder i et område, der kaldes
en subduktionszone. Et
kort over subduktionszoner postuleret ved teorien om tektoniske plader
og
sammenlignet med et kort over verdens eksplosive vulkaner - fortalte
historien;
de passede sammen. Tilsyneladende smeltede de synkende 100 til 160 km
tykke
jordskorpeplader, efterhånden som de bevægede sig ind i
successivt varmere dele
af den øvre kappe. Det i processen frembragte magma fandt vej
til overfladen og
begyndte at danne vulkanske bælter nær subduktionszonen. Pladetektonikken
gav endog grundlag for at forklare uregelmæssigheden ved
hawaiianske vulkaner,
der kom i udbrud på deres milde måde langt fra nogen
subduktionszone, eller for
den sags skyld fra nogen pladegrænse. Vulkanologer postulerede
snart, at en
blæselampelignende »hot spot« af smeltet materiale
borede sig opad fra en fast
position langt under Stillehavspladen; da pladen »tomme for
tomme« rykkede
nordvestpå hen over »hot spot«en, og de vulkaner, der
dannede Hawaii-øerne,
hævede sig opad, den ene efter den anden i en lige,
nordvest-sydøst-linie med
de yngste, stadig aktive vulkanøer mod sydøst. Men
hvis, som pladetektonikkens tilhængere antog, mange af
jordskorpesektionerne
var blevet massivt trykket ned og »fortæret«, hvor
var de blevet dannet?
Svaret på dette spørgsmål var på den ene side
et afgørende bevis, der
bekræftede argumentet på pladetektonik-tilhængernes
vegne, og det var på den
anden side en af de mest forbavsende åbenbaringer af vulkanismens
natur i
videnskabens historie. Eksplosive
vulkaner har været menneskenes modstander fra tidernes
morgen. Gennem
historien har de formørket himlen, begravet byer og styrket
mytologien.
Mennesket har på sin side udgravet vulkanernes mineralrigdomme og
udfordrende
græsset sit kvæg på deres skælvende bjergsider.
Men ved at kortlægge
havbundene i verdensoceanerne i 1950erne fandt forskerne ud af, at
disse store,
eksploderende bjerge kun var den synlige del af Jordens vulkanske
aktivitet. Dybt
nede under havene fandt oceanografer et forbløffende 64.000 km
langt system af
midtoceaniske bjergrygge, splittet igennem på langs af vulkanske
sprækker, der
markerer grænserne for de tektoniske plader, som bevægede
sig væk fra hinanden.
De islandske vulkaners mærkelige adfærd var
forståelig, så snart man havde
begrebet, at her var et af de få steder på Jorden, hvor en
midtoceansk bjergryg
kunne observeres ved overfladen, Basaltisk magma vældede
periodisk frem fra
disse lange revner i jorden; men udbrudsprocessen var for det meste
rolig og
støt, som når cement sprøjtes ind i en form. I
virkeligheden troede geologer
snart, at dette grå, ensartede basaltiske magma faktisk var en
slags global
cement, der trænger sig op til overfladen langs
sprækkezonerne i enorme
mængder for at udfylde, hvad der ellers ville være en
spalte, der stadig blev
større, mellem de tektoniske plader, som fjernede sig fra
hinanden. Med de
givne fjendtlige egenskaber, som ild og vand, ville det forekomme
sandsynligt,
at når disse sprækkevulkaner åbnede sig dybt nede
under havet, ville der følge
voldsomme forstyrrelser. Men det var ikke tilfældet. Intet sted
er planeten
jordens storslåede og harmoniske konstruktion mere indlysende end
ved mødet
mellem rå, rødglødende magma og koldt og klart
havvand langs sprækkerne i de
midtoceanske bjergrygge. Når den varme lava flyder fra
sprækkerne, er trykket
fra det omgivende hav så stort, at de flygtige gasser i magmaet,
der ellers
kunne få den til at eksplodere i et ragnarok af dampe og sten,
holdes tilbage i
opløsningen. Magmaet begynder at størkne straks efter
kontakten med vandet og
danner millioner af blokke, der kaldes pudelava, og som stabler sig op
langs
sprækkerne. Det er oceanbundens brosten. De flyttes langsomt hen
over jordens
overflade og bliver gradvis dækket af sedimenter, indtil de
millioner af år
senere igen bliver trukket ned i jordens indre smelteovn ved
hjælp af
subduktionsprocessen. Dog bliver der hele tiden bag dem fremstillet nye
brosten
langs oceanryggene i en proces - selve skabelsen af jordens
overflade - der
fortsætter uophørligt i den stilfærdige vulkanfabrik
i det dybe hav. |