In 2018 werd een nieuwe onderzeese vulkaan gevormd voor het eiland Mayotte in de Indische Oceaan. Dit bleek uit een oceanografische campagne in mei 2019. Nu, een internationaal team onder leiding van de wetenschapper Simone Cesca van het Duitse GeoForschungsZentrum GFZ belicht de processen diep in de aarde voor en tijdens de vorming van de nieuwe vulkaan. Het is vergelijkbaar met het detecteren van een nieuw type signaal uit het binnenste van de aarde dat wijst op een dramatische beweging van gesmolten gesteente vóór de uitbarsting. Met hun speciaal ontwikkelde seismologische methoden, de onderzoekers reconstrueren de gedeeltelijke lediging van een van de diepste en grootste actieve magmareservoirs die ooit in de bovenmantel zijn ontdekt. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Geowetenschappen .

Sinds mei 2018, een ongebruikelijke reeks aardbevingen is geregistreerd voor de kust van het eiland Mayotte in de archipel van de Comoren tussen Afrika en Madagaskar. Seismische activiteit begon met een zwerm van duizenden "schijnbaar tektonische" aardbevingen, culminerend in een aardbeving met een kracht van 5,9 in mei 2018. Meestal, sinds juni 2018, echter, er is een compleet nieuwe vorm van aardbevingssignaal ontstaan ​​dat zo sterk was dat het tot 1000 kilometer ver kon worden geregistreerd. Deze 20 tot 30 minuten durende signalen worden gekenmerkt door bijzonder harmonische, lage frequenties, bijna monochromatisch, vergelijkbaar met een grote bel of een contrabas, en worden zeer lange periode (VLP) signalen genoemd. Hoewel het centrum van de seismische activiteit zich bijna 35 kilometer uit de kust ten oosten van het eiland bevond, een continue verlaging en oostwaartse beweging van het aardoppervlak bij Mayotte was begonnen op hetzelfde moment dat de enorme zwermen VLP-gebeurtenissen begonnen, oplopend tot bijna 20 cm tot nu toe.

Hoewel er geen bewijs was van eerdere vulkanische activiteit in het epicentrum van de seismische activiteit, GFZ-wetenschappers hadden vanaf het begin vermoedens van magmatische processen - aardbevingszwermen in de bovenkorst die vaak ontstaan ​​als reactie op de opkomst van magma en VLP's in eerdere jaren werden geassocieerd met de ineenstorting van grote caldera-vulkanen. De speciale frequentie-inhoud van de VLP-signalen wordt veroorzaakt door de resonantie-oscillatie van de begraven magmakamer. Hoe dieper de trillingen, hoe groter het magmareservoir. Echter, de aardbevingszwermen onder de oceaanbodem waren veel dieper dan bij andere vulkanen en de resonantietonen van de VLP's waren ongewoon laag en sterk.

Een internationaal team onder leiding van GFZ-wetenschapper Simone Cesca analyseerde seismologische en geodetische gegevens uit de regio om deze waarnemingen en hun evolutie in de tijd te bestuderen. Echter, de onderzoeken werden bemoeilijkt door het feit dat er geen seismisch netwerk op de oceaanbodem was, en daarom, metingen waren alleen beschikbaar op grote afstanden op Mayotte, Madagaskar en in Afrika. "We hebben geprobeerd de ongunstige beginsituatie te verbeteren door speciale nieuwe analytische methoden te ontwikkelen, zoals cluster- en gerichte bundelmethoden, ' zegt Cesca.

Het team identificeerde verschillende activiteitsfasen binnen de reeks gebeurtenissen van mei 2018 tot vandaag. De initiële zwermfase duidde op een snelle opwaartse beweging van magma uit een diep mantelreservoir meer dan 30 kilometer onder het aardoppervlak. Toen zich eenmaal een open kanaal had gevormd van de aardmantel naar de zeebodem, het magma begon ongehinderd te stromen en vormde een nieuwe onderwatervulkaan. Een Franse oceanografische campagne bevestigde onlangs de geboorte van de onderzeese vulkaan, waarvan de locatie samenvalt met de gereconstrueerde magmastijging.

In deze fase, de schijnbare tektonische aardbevingsactiviteit nam weer af, terwijl de bodemdaling op het eiland Mayotte begon. Hetzelfde, langdurige monofrequente VLP-signalen begonnen. "We interpreteren dit als een teken van de ineenstorting van de diepe magmakamer voor de kust van Mayotte, " legt Eleonora Rivalta uit, co-auteur van het wetenschappelijke team. "Het is het diepste (~30 km) en grootste magmareservoir in de bovenmantel (meer dan 3,4 kubieke kilometer) tot nu toe, die abrupt leeg begint te lopen.

"Omdat de zeebodem 3 kilometer onder het wateroppervlak ligt, bijna niemand merkte de enorme uitbarsting op. Echter, there are still possible hazards for the island of Mayotte today, as the Earth's crust above the deep reservoir could continue to collapse, triggering stronger earthquakes, " says Torsten Dahm, head of the section Physics of Earthquakes and Volcanoes at the GFZ.