Vedenalaiset tulivuoret: määritelmä, synty ja ominaisuudet

Vedenalaiset tulivuoret ovat tulivuoria, jotka sijaitsevat maailman valtamerten pinnan alla. Näitä tulivuoria esiintyy monenlaisia. Monet niistä muodostavat kartiomaisia merenalaisia vuoria tai tasakorkuisia guyotteja. Niiden koko vaihtelee pienistä kraattereista suureisiin vuorijonoihin ja erillisiksi muodostumiksi, jotka voivat ulottua satojen kilometrien mittaisiksi ketjuiksi.

Miten vedenalaiset tulivuoret syntyvät

Valtameressä olevat tulivuoret syntyvät halkeamista tai rei'istä maan merenalaisessa pinnassa. Muutokset merenpohjassa aiheutuvat, kun magma virtaa tai purkautuu veden alla olevasta paikasta. Tyypillisiä syntytapoja ovat:

• levänerotusvyöhykkeiden (mid-ocean ridges) laajeneminen, jossa magma nousee ja muodostaa uutta merenpohjan kuorta;
• alaitorengasmaiset subduktiovyöhykkeet, joissa mereinen kuori painuu takaisin vaippaan ja laava voi purkautua sekä maan pinnan alle että saarivöinä;
• hotspotit eli kuumat pisteet, joissa vaippasta nouseva kuuma magma muodostaa saari- ja seamount-ketjuja;
• erilaiset paikalliset rikkoutumat ja halkeamat, jotka mahdollistavat magman purkautumisen mihin tahansa merenpohjan kohtaan.

Purkausten ominaisuudet ja syvyysvaikutus

Veden läsnäolo muuttaa tulivuorenpurkauksen ominaisuuksia monin tavoin. Pintavedessä tapahtuvat purkaukset käyttäytyvät erilaisesti kuin syvällä merenpohjassa tapahtuvat purkaukset:

• Pintapurkaukset (matala vesi) voivat olla hyvinkin räjähdysmäisiä, koska veden höyrystyminen (vesihöyry) ja veden sekä magman väliset kemialliset reaktiot luovat voimakkaita phreatomagmaisia purkauksia. Tällaiset tapahtumat voivat synnyttää tuhkakenkiä, myrkyllisiä kaasuja ja tsunami-uhkaa.
• Syvällä tapahtuvat purkaukset esiintyvät suuremman vesipaineen alaisina, mikä usein estää veden välitöntä höyrystymistä ja jarruttaa fragmentoitumista. Tulos voi olla hillitympi, laavavirtojen muodossa tapahtuva purkaus, joka tuottaa mm. niin kutsuttuja pillow-lava-rakenteita (tyynylaavat) ja hyaloklastiittia (lasimainen murske).
• Syvyyden vaikutus ei ole tarkka raja mutta usein muutokset merkittäviksi havaitaan muutamien satojen metrien syvyyksissä — syvemmässä veden paine helposti vähentää räjähdysmäisyyttä.

Muodostumat ja rakenteet

Vedenalaisten tulivuorten pinnalla ja lähiympäristössä syntyy erityisiä geologisia muodostumia:

• Merenalaiset vuoret (seamounts) — pystysuuntaisia kartiomaisia vuoria, jotka eivät välttämättä pääse merenpintaa ylemmäksi.
• Guyotit — laakeakattoisia sammuneita merenalaisia tulivuoria, joiden tasainen huippu on kulunut ennen veden alle joutumista.
• Pillow-lavat — tyynyjen muotoon jäähtyviä laavavirtoja, tyypillisiä vedenalaiseen purkaukseen.
• Hydrotermiset lähteet ja "black smokers" — kuumat suihkut, joissa kuumat, mineraalirikkaat vedet purkautuvat merenpohjasta ja muodostavat rikkaat sulfaattimineraalitalletumat.

Ekologiset vaikutukset ja mineraalit

Vedenalaiset tulivuoret ovat biologisesti erittäin merkittäviä. Hydrotermiset lähteet ylläpitävät kemotrofista elämää — organismeja, jotka saavat energiansa kemiallisista reaktioista eivätkä auringonvalosta. Tällaisissa ympäristöissä elävät mm. putkiloeläimet, mikrobiyhteisöt ja erilaiset niveljalkaiset, jotka muodostavat ainutlaatuisia ekosysteemejä.

Geologisesti merkittäviä ovat myös hydrotermisten lähteiden muodostamat mineraaliesiintymät, jotka sisältävät usein rikkikiisua ja muita sulfaattimineraaleja sekä metallipitoisuuksia (kupari, sinkki, hopea, kulta). Nämä ns. massiiviset sulfaattimalmit ovat kiinnostaneet sekä tutkijoita että taloudellisia toimijoita.

Vaikutukset ihmisille ja vaarat

• Pintapurkaukset voivat synnyttää tsunameja tai muodostaa laavasaarekkeita ja pumice-lauttoja, jotka voivat haitata merenkulkuja.
• Purkauksen yhteydessä vapautuvat kaasut (mm. rikkiyhdisteet, hiilidioksidi) voivat aiheuttaa happamoitumista ja vaikuttaa kalastukseen sekä paikalliseen merieliöstöön.
• Matalaa vettä rikkovat purkaukset voivat tuottaa tuhkaa ja ilmavirtauksia, jotka vaikuttavat säätilaan ja ilmateitse kulkevaan liikenteeseen.

Havainto ja tutkimus

Vedenalaisten tulivuorten tutkimus on haastavaa, mutta nykyaikaisin menetelmin niitä voidaan seurata ja kartoittaa:

• seismiset verkot havaitsevat magman liikkeistä aiheutuvat maanjäristykset;
• hydroakustiset mittaukset (underwater hydrophones) tunnistavat purkausten ääniaaltoja;
• satelliittien altimetriat ja lämpökuvaukset voivat paljastaa merenpinnanjakauman, lämpötila- ja vaahtomuutosilmiöitä sekä pumice-lauttojen esiintymistä;
• ROV- ja AUV-laitteilla (etäohjatut ja autonomiset vedenalaiset tutkijat) tehdään suoria havaintoja, näytteenottoa ja kartoitusta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että vedenalaiset tulivuoret ovat monimuotoisia geologisia järjestelmiä, joiden synty, purkausdynamiikka ja vaikutukset eroavat oleellisesti maalla tapahtuvista tulivuorista. Niillä on tärkeä rooli maapallon kuoren uusiutumisessa, meren kemiallisessa kiertokulussa ja ainutlaatuisten eliöyhteisöjen ylläpitämisessä.

Hae kirjaimella