Ydinaseet uhkaavat Pohjois-Korean supertulivuorta

Jäätalvi Pohjoismaissa. Puolet Aasiasta hautautuneena tuhkaan. Ja maailman ruoantuotannon täydellinen romahdus. Seuraukset ovat arvaamattomia, jos uinuva Baekdu-supertulivuori herää eloon Pohjois-Korean vuoristossa. Tutkijat ovat huolestuneita.

Jäätalvi Pohjoismaissa. Puolet Aasiasta hautautuneena tuhkaan. Ja maailman ruoantuotannon täydellinen romahdus. Seuraukset ovat arvaamattomia, jos uinuva Baekdu-supertulivuori herää eloon Pohjois-Korean vuoristossa. Tutkijat ovat huolestuneita.

Seoul Arts Center

”Hei James, Clive tässä. Huvittaisiko sinua lähteä käymään Pohjois-Koreassa?”

Tämä puhelu käytiin vuonna 2011. Brittiläinen geologi James Hammond vastasi myöntävästi, ja jo viikkoa myöhemmin hän oli kollegansa Clive Oppenheimerin kanssa Pohjois-Koreassa.

Kutsu maailman ehkä sulkeutuneimpaan maahan oli tullut Pohjois-Korean viranomaisilta, joita maanalaiset liikehdinnät olivat alkaneet huolettaa.
Lähtö oli niin nopea, että Hammond ja Oppenheimer eivät ehtineet kunnolla selvittää, mitä he olivat menossa tutkimaan. He astuivatkin koneesta Pjongjangissa jännityksen ja uteliaisuuden sekaisin tuntein.

Oleskelu Pohjois-Korean pääkaupungissa jäi lyhyeksi, sillä brittigeologit lennätettiin saman tien pohjoiseen Changbaivuorille Kiinan rajan tuntumaan.

Kiinan ja Pohjois-Korean välinen raja kiemurtelee Baekdun pohjoispuolella. Kraatterin huippu ja siellä oleva järvi ovat täpärästi Pohjois-Korean puolella.

© Shutterstock

Samassa seurueessa heidän kanssaan oli yli kolmekymmentä pohjoiskorealaista geofyysikkoa, seismologia ja vulkanologia. Matkan kohde oli Baekdun tulivuori.
Moni ei ehkä ole kuullutkaan Baekdusta. Sitä ei ole juuri mainittu uutisissa. Se on maapallon 25–30:stä niin sanotusta supertulivuoresta se, joka tunnetaan ehkä kaikkein huonoimmin.

Supertulivuoriksi kutsutaan tulivuoria, joiden purkauksessa voi levitä maan pinnalle yli tuhat kuutiokilometriä magmaa ja nousta ilmaan yli 25 kilometriä korkea tuhkapylväs.

Baekdun alla piilee poikkeuksellinen magmamassa

/ 4

Aivan kraatterin alapuolella on iso magmakammio. Magma on vielä sentyyppistä, että mahdollinen purkaus on räjähdysmäinen.

1

Magman alla on kiviainesta, josta puolet on kiteistä ja puolet sulaa magmaa. Seos on niin juoksevaa, että purkauksessa se paiskautuu ulos kraatterista.

2

Kammion pohjalla on jäykkää, huokoista ainesta, josta 65 prosenttia on kiteitä ja 35 prosenttia on juoksevaa magmaa.

Kammion syvyys: 65 km

3

Uutta magmaa virtaa jatkuvasti.

4
© Claus Lunau

Baekdu on purkautunut viimeksi vuonna 946. Vaikka edellisestä purkauksesta on vain vähän historiallisia lähteitä, seuraavasta purkauksesta tiedetään, että sen rinnalla useimmat muut tulivuoret ovat kuin halpoja ilotulitusraketteja.

2 744 metriä korkean Baekdun alla piilee sellainen magmapanos, että purkautuessaan se voi peittää tuhkalla puoli Aasiaa ja laukaista ilmastokatastrofin, joka tuo pohjoiselle pallonpuoliskolle vuosikausia yhteen menoon kestävän jäätävän talven.

Skandinaviassa keskilämpötila alenisi 9 asteella ja lunta olisi vuoden ympäri. Siinä pari jättipurkauksen seurausta meille pohjoisen asukkaille.

© Shutterstock

Jättipurkaus jäädyttää Maan

Supertulivuorenpurkaus voi mullistaa koko maapallon ilmaston. Brittitutkijat ovat laskeneet tietokonemallilla, millaiset seuraukset päiväntasaajan tienoilla olevan supertulivuoren purkauksella olisi. Ilmakehään leviävät rikkihiukkaset heijastaisivat auringonvaloa avaruuteen, jolloin ilmasto viilenisi rajusti.

Hammond ja Oppenheimer ovat ensimmäiset länsimaiset geologit, jotka ovat päässeet tutkimaan Baekdua itse paikalle.

Tutkimus tehtiin niillä mittauslaitteilla, jotka pohjoiskorealaiset olivat asentaneet valmiiksi Baekdun rinteelle. Vaikka laitteisto oli vajavainen ja vanhanaikainen, kävi selväksi, että tulivuoressa on aineksia massiiviseen purkaukseen.

Mittauksien jälkeen Hammond ja Oppenheimer kävivät pohjoiskorealaisten kollegojensa kanssa pitkän keskustelun siitä, miten yhteistyötä voidaan jatkaa.

Kun brittigeologit palasivat viikon päästä kotiin, he alkoivat etsiä rahoitusta jatkotutkimuksille, jotta Baekdun sisuksista ja purkauksen vaaroista saataisiin selvyys.

Tuhkaa satoi Japaniin ja Grönlantiin

James Hammond ja Clive Oppenheimer palasivat korealaiskollegojensa kanssa Baekdulle 2013. Silloin he tutkivat kaikki vuoden 946 purkauksen jäljet.

He mittasivat vuoren tuhka- ja laavakerroksen paksuuden ja laajuuden ja ottivat näytteitä, joista selvitettiin magman koostumus ja se, miten magma oli tullut ulos tulivuoresta.

Oppenheimerin kuvauksen mukaan Baekdun purkaus vuonna 946 oli kuin ”miljoona ydinpommia jotka räjähtävät yhtä aikaa”. Purkaus oli todennäköisesti rajuin, minkä maapallo on kokenut yli kahteentuhanteen vuoteen.

Purkaus pyyhkäisi pois vuoren huipun ja jätti jälkeensä neljä kilometriä leveän aukon, jossa nykyään on Taivasjärveksi kutsuttu vesiallas.

Tuliperäinen tuhka peitti 1,5 miljoonan neliökilometrin kokoisen alueen ja ulottui yli tuhannen kilometrin päähän Japaniin asti. Jälkiä Baekdun tuhkasta on löydetty jopa Grönlannin mannerjäästä, jonne on matkaa 7 000 kilometriä.

Tulivuoren lähistöltä purkaus tuhosi kaiken elämän. Neljänkymmenen kilometrin säteellä Baekdusta oli tuhkaa ja jähmettynyttä laavaa keskimäärin kahdeksan metrin paksuudelta.

Magmakammio syvällä Tianchijärven alla Baekdun kraatterissa ulottuu ainakin 35 kilometriä maan sisään.

© Shutterstock

Maaston syvänteissä tuhkaa ja laavaa voi olla 70–80 metrin kerros. Tutkijoiden laskelmien mukaan purkauksessa vulkaanisesta tuhkasta, sulasta laavasta ja kaasuista syntyneet niin sanotut pyroklastiset virrat valuivat pitkin tulivuoren rinteitä vyöryinä, jotka etenivät jopa 600 kilometrin tuntinopeudella.

Pyroklastiset virrat syntyivät, kun purkaus lakkasi hetkeksi. Silloin 20–30 kilometrin korkeuteen noussutta tuhkapylvästä ylläpitävä purkausvirta sammui ja pylväs romahti vuoren rinteille ja valui alaspäin 400-asteisina virtoina.

Kudoksiin tunkeutuvat tuhkahiukkaset vahingoittavat keuhkoja, silmiä ja korvia.

© Getty Images

Vulkaaninen tuhka aiheuttaa astmaa ja keuhkosyöpää

Tuhkahiukkaset tunkeutuvat keuhkoihin ja aiheuttavat astmaa ja keuhkoputkentulehduksia. Tuhka myös ärsyttää silmiä ja korvia. Pitkään kestävä altistus voi johtaa niin sanottuun pölykeuhkoon ja pahimmassa tapauksessa keuhkosyöpään.

Seismometrit luotaavat tulivuorta

Hammond ja Oppenheimer asensivat Baekdun rinteille muun muassa kuusi seismometria. Seismometreilla havainnoidaan normaalisti maanjäristyksessä syntyviä järistysaaltoja, jotka leviävät maankuoressa kolmiulotteisesti.

Niiden perusteella voidaan luoda kuva maankuoren rakenteesta.

James Hammond (oik.) asentamassa pohjoiskorealaisten geologien kanssa seismometreja Baekdulla.

© Kosima Weber Liu

Tulivuorten ympärillä tapahtuu jatkuvasti heikkoja maanjäristyksiä, joiden seismiset aallot leviävät joka suuntaan. Aallot etenevät eri tavoin ja eri nopeudella eri kalliotyypeissä. Seismometrit tallentavat tiedot aaltojen liikkeistä.

Noin kahden vuoden mittausten perusteella on mahdollista laatia kolmiulotteinen kuva tulivuoren alla olevan maankuoren rakenteesta. Se antaa myös osviittaa siitä, miten lähellä seuraava purkaus on.

Purkaus tuntuisi Euroopassa asti

Baekdun vuoden 946 purkaus synnytti paikallisen ilmastonmuutoksen.

Muun maailman onneksi purkaus tapahtui alkutalvesta. Silloin ilmastovaikutukset jäivät paikallisiksi.

Jos purkaus olisi sattunut keväällä tai kesällä, purkauksessa vapautuvat ilmastoon vaikuttavat aineet olisivat levinneet laajemmalle ja vaikutukset olisivat tuntuneet koko pohjoisella pallonpuoliskolla.

Esimerkin maailmanlaajuisesti vaikuttavasta purkauksesta tarjosi Indonesian Tambora vuonna 1815

Se oli yhtä raju kuin Baekdun purkaus aikoinaan. Sen seurauksena vuosi 1816 sai Länsi-Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa kutsumanimen ”vuosi ilman kesää”.

Jos vastaavanlainen purkaus tapahtuisi nyt, seuraukset olisivat ehkä vielä pahemmat kuin 1815. Maailman ruokahuolto joutuisi ongelmiin, sillä suuri osa maailman viljasta tuotetaan pohjoisella pallonpuoliskolla alueilla, joihin ilmastonmuutos iskisi, kuten Euroopassa, Pohjois-Amerikassa ja Kiinassa.

Pahimmillaan elintarvikepula voisi koetella miljardeja ihmisiä.

Jos Baekdu purkautuisi, Pohjois-Korean kannalta nälänhätä olisi ongelmista pienimpiä, sillä koko valtio todennäköisesti katoaisi.

Maan pohjoisosa hautautuisi laavaan, ja loppuosa maasta saisi niin paksun tuhkapeitteen, että mahdollisten eloonjääneiden etsiminen ja auttaminen olisi toivotonta.

Ilmeisesti Pjongjangissa on oivallettu, mitä Baekdun purkautuminen merkitsisi. Vuosina 2002–2005 Baekdu on osoittanut yhä enemmän heräämisen merkkejä: lieviä maanjäristyksiä on havaittu yhä enemmän ja kaasupurkauksia on ollut entistä useammin.

Luultavasti tilanne arvioitiin lopulta niin vaaralliseksi, että avuksi päätettiin kutsua ulkomaalaisia asiantuntijoita. Se oli varmasti järkevä ratkaisu.

Baekdu on täydessä latauksessa

Hammondin ja Oppenheimerin mittaukset osoittivat, että Baekdun alla oleva magmasäiliö ulottuu ainakin 35 kilometrin syvyyteen.

Magmaa on siis poikkeuksellisen paljon. Kiinalaiset tutkijat olivat jo aiemmin päätyneet samaan tulokseen.

Todennäköisesti vuosien 2002–2005 aktiivisuus johtui juuri magman noususta Maan vaipasta Baekdun magmakammioon.

Laatan murtumasta nousee magmaa

/ 4

LAATTA PAINUU TOISEN ALLE

Tyynenmeren pohjan laatta painuu Maan vaippaan Japanin alapuolella. Vaipassa laatan reuna sulaa magmaksi, jota nousee pintaan Japanin tulivuorissa.

1

VAJOAMINEN PYSÄHTYY

Tyynenmeren laatan vajoaminen pysähtyy, kun vaipan tiheys on kyllin suuri eli 410–660 kilometrin syvyydessä. Laatta alkaa sitten levitä vaakatasossa.

2

MAGMA LÖYTÄÄ OIKOTIEN

Noin 600 kilometriä Baekdun alapuolella vajonnut laatta murtuu. Murtumakohtaan syntyneestä raosta nousee vaipan magmaa kohti pintaa.

3

MAGMAKAMMIO TÄYTTYY

Vaipasta tuleva kevyt magma nousee isona kuplana pinnan tuntumaan. Vähitellen magmavirta täyttää Baekdun alla olevan magmakammion.

4
© Claus Lunau

Aikaisempien tutkimusten perusteella on arvioitu, että magma ei jää pitkäksi aikaa Baekdun kammioon vaan magman nouseminen ennakoi purkautumista.

Myös ulkoiset tekijät saattavat laukaista purkauksen. Vuoden 946 purkauksen käynnistivät todennäköisesti Maan vaipasta Baekdun magmakammion pohjaan
nousseet notkean magman virtaukset.

Vuonna 2012 tutkijat arvioivat, että Baekdu purkautuu omalla painollaan kahdenkymmenen vuoden kuluessa. Tulivuori on siis ladattu, ja sytytyslanka on lyhyt.

© Claus Lunau

Tulivuoret tuovat elämää

Tulivuorenpurkaukset voivat tehdä pahaa jälkeä eläin- ja kasvikunnassa, mutta ilman niitä Maa päätyisi jääpalloksi. Tulivuoret nimittäin pitävät yllä hiilikiertoa, joka säätelee planeetan lämpötilaa.

Ydinkoe voi laukaista purkauksen

Vaikka brittiläisten geologien ja heidän pohjoiskorealaisten kollegojensa välinen yhteistyö sujuu aina vain paremmin, kansainvälisen politiikan jännitteet vaikeuttavat työtä monella tavalla.

Kaikki tutkimukset on täytynyt tehdä vanhalla pohjoiskorealaisella tai kiinalaisella laitteistolla, koska Pohjois-Korean vastaiset pakotteet kieltävät ulkomaalaisia tuomasta maahan kehittynyttä tekniikkaa.

Hammond ja Oppenheimer olisivat halunneet käyttää Baekdulla laitetta, joka mittaa hyvin pieniä muutoksia maapallon magneettikentässä.

Samaa tekniikkaa voidaan muunneltuna käyttää sukellusveneiden havainnointiin laivoista tai lentokoneista, ja siksi sen vieminen Pohjois-Koreaan on kiellettyä.

Pohjois-Korean valtaapitävät ovat napit vastakkain lähes koko muun maailman kanssa ja käyttävät maansa vähät voimavarat suurelta osin armeijan ylläpitoon ja ennen muuta ydinaseiden kehittämiseen. Tähän mennessä Pohjois-Korea on tehnyt kuusi ydinkoetta. Joka kerralla ydinlataus on ollut edellistä suurempi.

Vuodesta 2006 vuoteen 2017 räjähdysvoima kilotonnia kohden kasvoi 30 000 prosenttia. Pohjois-Korean ydinasekokeet tehdään vain 100 kilometrin päässä Baekdusta.

© Oliver Larsen

Pohjois-Korean ydinaseiden voima kasvaa

Pohjois-Korea teki ensimmäisen ydinkokeensa reilut kymmenen vuotta sitten. Sen jälkeen se on tehnyt viisi muuta koeräjäytystä yhä voimakkaammilla pommeilla. Kaikki kuusi testiä on tehty Punggyerissa vain 100 kilometrin päässä Baekdusta. Tutkijoiden mukaan ydinräjäytykset voivat aiheuttaa paineen muutoksia Baekdun magmakammiossa, mikä voi laukaista purkauksen.

Kun ydinpommi räjäytetään maan alla, paineaallot leviävät kallioperässä. Alue, jolla Pohjois-Korea testaa ydinaseitaan, sijaitsee vain sadan kilometrin päässä Baekdusta. Räjähdyksen paineaallot vastaavat maanjäristystä, jonka voimakkuus on yli 6 Richterin asteikolla.

Sellainen täristys tuntuu selvästi tulivuoressa asti. Yhdysvaltalaiset ja eteläkorealaiset geologit varoittivat jo 2016, että maanalaiset ydinkokeet voivat laukaista Baekdun purkauksen.

Pohjois-Korea on pidättäytynyt ydinasekokeista syyskuun 2017 jälkeen. Uudet koeräjäytykset voivat saada Baekdu-supertulivuoren purkautumaan.

© Wikimedia Commons/Stefan Krasowski

Purkaus voi käynnistyä, kun ydinpommin tuottama paineaalto muuttaa magmakammion sisäistä painetta. Silloin magmaan liuenneet kaasut voivat muuttua taas kaasumaiseksi samaan tapaan kuin limsaan liuennut hiilihappo muuttuu kupliksi, kun pullon korkki avataan.

Kuplina kaasu vie isomman tilan kuin liuenneena, jolloin magmakammion paine voi kasvaa niin, että tulivuori alkaa purkautua.

Ratkaiseva käänne voi tulla jo seuraavasta ydinkokeesta, jos ydinlatausten koko jatkaa kasvuaan. Vuonna 2016 laskettiin, että purkauksen voi laukaista järistys, jonka voimakkuus on 7 Richterin asteikolla. Viime vuonna Hammond ja Oppenheimer kävivät Pohjois-Koreassa yhdeksännen kerran.

He veivät kollegoilleen tuliaisiksi uutisen, että heidän yhteistyönsä tulokset oli huomioitu kansainvälisissä medioissa.