Wetenschappers volgen de evolutie van puimsteenfloten na onderwateruitbarsting in Japan in 2021

Verschillende soorten puimsteen gevonden op kusten na de uitbarsting van 2021, met bijbehorende biologische soorten. Van A tot H: lichtgrijze puimsteen, zwarte puimsteen, bruine puimsteen, grijs-gestreepte puimsteen, zwart-wit-gestreepte puimsteen, witte puimsteen, roze puimsteen en obsidiaan-bevattende puimsteen. I, J en K tonen zeekreukels, bryozoën en koraal. Schaalstaven in A–J zijn 50 mm; schaalstaaf in K is 10 mm.

Onderzoekers van de Tokyo Metropolitan University hebben een ongekend gedetailleerd onderzoek uitgevoerd naar puimsteenvlotten na de uitbarsting van de Fukutoku-Oka-no-Ba vulkaan in Japan in 2021. Met monsters van 213 verschillende locaties hebben ze de dichtheid van de vlotten, de grootte en rondheid van individuele puimstenen, en de biologische soorten die eraan gehecht zijn, onderzocht.

Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Progress in Earth and Planetary Science, onthullen drie fasen in de evolutie van drijvende puimsteen, met rounding, fragmentatie en de diversificatie van bijbehorende biologische organismen in de loop van de tijd.

Er wordt gezegd dat 85% van de vulkaanuitbarstingen onder water plaatsvindt. Hoewel de uitbarstingen op het land levendiger kunnen lijken, kunnen de effecten van onderwateruitbarstingen net zo verwoestend zijn: denk aan schokgolven en tsunami’s. In 2021 veroorzaakte een vulkaanuitbarsting onder zee in Fukutoku-Oka-no-Ba in Japan massale verstoring van havens, schepen en visserijen door de enorme hoeveelheden geproduceerde puimsteen, wat leidde tot enorme “puimsteenvlotten” die over de zee dreven en op land werden afgezet.

Massale puimsteenvlotgebeurtenissen zoals deze zijn relatief zeldzaam en komen ongeveer eens in de 10 jaar voor, maar wanneer ze zich voordoen, kunnen ze een verwoestend effect hebben op het dagelijks leven en de levensonderhoud van mensen. Het begrijpen van de evolutie van puimsteen en puimsteenvlotten terwijl ze over zee komen, is een belangrijke missie voor wetenschappers die proberen de risico’s te begrijpen en de impact op kustgemeenschappen te verminderen.

Een team onder leiding van assistent-professor Daisuke Ishimura heeft een ongekend gedetailleerd onderzoek uitgevoerd naar drijvende puimsteen van deze gebeurtenis, monsters genomen over een jaar van 213 verschillende kustlocaties in Japan, Thailand en de Filipijnen.

Aangezien de uitbarsting nabij een archipel plaatsvond, was het mogelijk om uitgebreid puimsteen te verzamelen dat in de loop van de tijd op de vele eilanden was aangespoeld. Ze richtten zich op de hoeveelheid afzet per gebied, de rondheid van individuele puimstenen en de biologische soorten die eraan waren gehecht. Drijvende puimsteen staat ook bekend om zijn vermogen om soorten over grote afstanden te vervoeren; de gegevens van de onderzoekers werpen een zeldzaam licht op wanneer en hoe dit kan gebeuren.

Evolutie van puimsteen en puimsteenvlotten na de uitbarsting. Het team identificeerde drie fasen van evolutie van de dichtheid van vlotten, de grootte van puimsteen, de rondheid en de bijbehorende biologische organismen.

Het team ontdekte dat de vlotten zich over drie verschillende fasen ontwikkelden. In de eerste 60 dagen zijn puimsteenvlotten dicht op elkaar gepakt, wat leidt tot veel botsingen tussen individuele puimstenen terwijl ze op het zeeoppervlak drijven. Scherpe randen worden afgeslepen en de puimsteen wordt snel afgerond, zoals direct blijkt uit de veranderingen in rondheid van monsters die na de gebeurtenis zijn genomen. De botsingen maken het ook moeilijker voor organismen om zich aan de puimsteen te hechten; op dit moment zijn alleen zeekreukels aangetroffen.

Na deze eerste fase blijven de puimstenen fragmenteren en neemt de maximale grootte van puimsteen in de vlotten af, samen met de dichtheid van het vlot terwijl kleinere puimstenen zinken. Echter, nieuw gefragmenteerde puimsteen heeft de neiging om snel rond te worden, aangezien de rondheid van de puimsteen constant blijft. Bryozoën (eenvoudige aquatische ongewervelden) voegen zich bij de zeekreukels, maar de biodiversiteit blijft relatief laag. Pas in de derde fase, na ongeveer 210 dagen, explodeert de biodiversiteit. De dichtheid van puimsteen in de zee is nu laag genoeg zodat botsingen veel minder vaak voorkomen, waardoor organismen zoals schelpen en koraal de kans krijgen om een thuis voor zichzelf te maken. Dit is rond de tijd dat vlotten niet langer worden gevormd.

Hoewel individuele aspecten, zoals de ronding van puimsteen in de zee, eerder zijn opgemerkt, is dit de eerste keer dat tijdsverschuivingsevidentie is gebruikt om dergelijke processen stevig te onderbouwen. Het team hoopt dat hun bevindingen bijdragen aan rampenbeheersinspanningen na toekomstige gebeurtenissen.