I Alaska, hvor vinteren er koldere, solen skinner længere, og bjergene er højere end i nogen anden stat, kan landet med midnatssolen gøre krav på endnu et superlativ: De største og mærkeligste maars, der nogensinde er fundet på Jorden.

Maars er kratere, der er efterladt efter voldsomme vulkanske dampeksplosioner, der opstår, når opstigende magma løber ind i grundvand, som derefter sprænges som en bombe.

“Når vand bliver til damp, udvider det sit volumen med 1.000 gange,” siger James Beget, der er vulkanolog ved Alaska Volcano Observatory og University of Alaska, Fairbanks.

De fleste maars er omkring 300 meter brede. Sjældent når de op på en mil (1,6 kilometer) i diameter. Deres størrelse er begrænset af brændstoffet – den varme lava koger hurtigt det tilgængelige vand væk og lukker reaktionen ned.

Men Alaskas enorme Devil Mountain Lakes-maar er mere end 8 km bred, langt den største på Jorden, sagde Beget. Det kan sammenlignes i størrelse med calderaerne på toppen af vulkanen Kilauea på Hawaii og Oregons Crater Lake ved Mount Mazama.

Den er en del af Bering Land Bridge National Preserve og ligger på den nordlige spids af Seward-halvøen.Tundraen var hjemsted for mammutter og muligvis vandrende istidsmennesker, da Devil Mountain Maar sprængte landskabet i luften. Nu tiltrækker regionens bizarre lavastrømme forskere, der studerer andre planeter og leder efter analogier til udbruddene på Mars.

Oh, min ømme rygbue

Langs Alaskas sydlige grænse er der en 2.000 km lang subduktionszone, hvor en af Jordens tektoniske plader dykker ned under en anden. Over pladegrænsen er der en række høje vulkaner, der stikker igennem skorpen og tegner Aleuterne-bogen. Kraften fra kollisionen trækker også i skorpen, som kan strække og udvide sig bag pladegrænsen, hvilket åbner plads for magma til at stige op. Fænomenet kaldes back-arc spreading.

“Der er en flere hundrede kilometer bred zone bag subduktionszonen, hvor man har små seamounts og terrestriske vulkaner, der går helt op til Bering Land Bridge National Preserve,” sagde Beget til OurAmazingPlanet.

Devil Mountain Lakes er blot en af fire oblatate søer på mindst 5 km (3 miles) brede, der registrerer tordnende maarsudbrud, hvoraf det yngste fandt sted for omkring 21.000 år siden, sagde Beget. De andre er 40.000 til mere end 100.000 år gamle.

Det, der gør disse maars så usædvanlige, er kollisionen af magma og is i stedet for magma og flydende vand. På dette sted brød lava ud under tyk permafrost, en enestående begivenhed, som endnu ikke er fundet noget andet sted på Jorden.

‘Pleistocæn Pompeji’

Permafrost, for permanent frossen jord, er afkølet af is, der fylder de små rum mellem sedimentkorn. Under den sidste istid, da det sidste Maar i området blev dannet, kunne permafrosten have været op til 100 m tyk, sagde Beget. Isen skabte de perfekte betingelser for en kæmpemæssig serie af eksplosioner.

Maars er normalt små, fordi magma hurtigt flasher vand til damp. Men med permafrosten kunne den 1.800-graders-Fahrenheit (1.000 grader Celsius) smeltede sten smelte en lille smule is ad gangen, hvilket holdt dampeksplosionen i gang, forklarede Beget.

Devil Mountain Lakes, Whitefish Lake og North og South Killeak-søerne blev alle skyllet ud af hundredvis af dampeksplosioner, mener forskerne. Forskere har opdaget enorme blokke af frossen jord, der fløj ud af kratere, og tykke skyer af aske støvede regionen i miles omkreds. Pyroklastiske bølger (en væskelignende blanding af dødbringende varm gas og sten) brændte jorden i en afstand af 4 til 5 km fra hvert udbrud.

Asken begravede et frodigt Pleistocæn-landskab, og forskere har udgravet klippen for at undersøge perfekt bevarede planter fra dengang mammutterne gik rundt på jorden. “Vi ser det som et Pleistocæn Pompeii,” sagde Beget. Den humleagtige jord lignede meget det arktiske højland i dag, hvor et plantesamfund voksede i de fugtige sprækker mellem de små høje og et andet på de tørre toppe.

Løbende udbrud

Som Beget sagde, er de tidligste arkæologiske beviser for menneskelig beboelse i Alaska 13.000 år gamle, meget yngre end maarerne, men det er muligt, at istidens mennesker kunne have set de spektakulære udbrud, fordi der findes ældre menneskelige steder i Nord- og Sydamerika.

“Vi vil gerne tro, at disse mennesker kom over Bering-landbroen. Der kunne være mennesker, der så dette udbrud,” sagde Beget.

Og Seward-halvøens vulkanisme sluttede ikke med Maar-eksplosionerne – dens yngste lava, Lost Jim-strømmen nær Imruk-søen, dækkede et bredt område af tundraen for omkring 3.000 år siden, sagde han. Regionen kan komme i udbrud igen i fremtiden, tilføjede Beget.

“På ethvert sted som dette, hvor man finder flere vulkaner og slamslukningssteder og lavastrømme og gigantiske maars, vil man næsten helt sikkert få et nyt back-arc-udbrud, måske i Beringhavet, måske tættere på Nome eller Kotzebue,” sagde Beget. “Vi kan ikke vide, hvornår eller hvor et sådant udbrud vil ske.”

Mars på Mars

Den tabte Jim-lavastrøm er en pahoehoehoe-strøm med glat overflade, der dækker ca. 227 km2 med en dybde på gennemsnitlig 16 m (55 fod). Der er endda et lava-rør, som kan spores i 19 km (12 miles). Sammenstyrtningsgruberne er pletter i strømmen som tegn på smeltende permafrostpletter, men der er ingen maarer fra udbruddet. Fordi klimaet var varmere og strømmen udbrød længere mod syd end Devil Mountain-vulkanerne, var der sandsynligvis ikke et tykt permafrostlag, der kunne give næring til en dampeksplosion, sagde Beget.

I 2003 vendte Beget og Jeff Kargel, der er ekspert i marsianske landformer, tilbage til Bering Land Bridge Preserve for at sammenligne Lost Jim-lavaen med elementer, som Kargel har set på billeder fra Mars.

“Der er nogle gode eksempler på Maar-kratere på Mars og andre vulkanske landformer, hvor is spillede en stor rolle i deres dannelse,” sagde Kargel til OurAmazingPlanet i et interview pr. e-mail. “Elysium-vulkanplateauet og dets flanker er særligt berømt for maar-kratere, subglaciale vulkaner og lahars (mudderlaviner), der er produceret af vulkansk interaktion med jordvolatiler (formentlig is).”

Beget sagde, at det at lede efter maars på Mars var en sjov spin-off af hans årtiers forskning på Seward-halvøen, en, der bekræfter, at der stadig er meget at lære på Jorden.

“Videnskaben om er virkelig ret usædvanlig og interessant,” sagde han. “Selv i vores moderne videnskabelige verden kan vi stadig opdage vigtige nye processer.”

E-mail Becky Oskin eller følg hende @beckyoskin. Følg os @OAPlanet, Facebook & Google+. Originalartikel på Live Science’s OurAmazingPlanet.