In Alaska, wo der Winter kälter ist, die Sonne länger scheint und die Berge höher sind als in jedem anderen Staat, kann das Land der Mitternachtssonne einen weiteren Superlativ für sich beanspruchen: Die größten und seltsamsten Maare, die je auf der Erde gefunden wurden.

Maare sind Krater, die nach heftigen vulkanischen Dampfexplosionen zurückbleiben, die ausgelöst werden, wenn aufsteigendes Magma auf Grundwasser trifft, das dann wie eine Bombe explodiert.

„Wenn sich Wasser in Dampf verwandelt, vergrößert sich sein Volumen um das 1.000-fache“, sagt James Beget, Vulkanologe am Alaska Volcano Observatory und an der University of Alaska, Fairbanks.

Die meisten Maare sind etwa 300 Meter (1.000 Fuß) breit. Selten erreichen sie einen Durchmesser von einer Meile (1,6 Kilometer). Ihre Größe wird durch den Brennstoff begrenzt – die heiße Lava kocht schnell das verfügbare Wasser aus und schaltet die Reaktion ab.

Das riesige Maar der Devil Mountain Lakes in Alaska ist jedoch mehr als 8 km breit und damit bei weitem das größte auf der Erde, so Beget. Das ist von der Größe her vergleichbar mit den Calderen auf dem Kilauea-Vulkan auf Hawaii und dem Kratersee am Mount Mazama in Oregon.

Das Maar ist Teil des Bering Land Bridge National Preserve und liegt an der Nordspitze der Seward-Halbinsel.

Die Tundra war die Heimat von Mammuts und möglicherweise von wandernden Eiszeitmenschen, als das Devil Mountain-Maar die Landschaft sprengte. Jetzt ziehen die bizarren Lavaströme der Region Wissenschaftler an, die andere Planeten studieren und nach Analogien zu Eruptionen auf dem Mars suchen.

Oh, mein Rücken tut weh

Entlang der südlichen Grenze Alaskas befindet sich eine 2.000 km lange Subduktionszone, in der eine der tektonischen Platten der Erde unter eine andere abtaucht. Oberhalb der Plattengrenze durchstößt eine Reihe hoher Vulkane die Kruste und bildet den Aleuten-Bogen. Die Kraft der Kollision zerrt und zieht auch an der Kruste, die sich hinter der Plattengrenze ausdehnen kann, wodurch Raum für aufsteigendes Magma entsteht. Dieses Phänomen wird als Back-Arc-Spreading bezeichnet.

„Hinter der Subduktionszone befindet sich eine Hunderte von Kilometern breite Zone mit kleinen Seebergen und terrestrischen Vulkanen, die bis zum Bering Land Bridge National Preserve reichen“, so Beget gegenüber OurAmazingPlanet.

Die Devil Mountain Lakes sind nur einer von vier abgeflachten Seen, die mindestens 5 km breit sind und von donnernden Maars-Ausbrüchen zeugen, der jüngste vor etwa 21.000 Jahren, so Beget. Die anderen sind zwischen 40.000 und mehr als 100.000 Jahre alt.

Was diese Maare so ungewöhnlich macht, ist der Zusammenstoß von Magma und Eis, anstatt von Magma und flüssigem Wasser. An dieser Stelle brach Lava unter dickem Permafrost aus, ein einzigartiges Ereignis, das bisher nirgendwo sonst auf der Erde zu finden ist.

‚Pleistozänes Pompeji‘

Permafrost, also dauerhaft gefrorener Boden, wird durch Eis gekühlt, das die winzigen Räume zwischen den Sedimentkörnern ausfüllt. Während der letzten Eiszeit, als sich das letzte Maar in diesem Gebiet bildete, könnte der Permafrost bis zu 100 m dick gewesen sein, so Beget. Das Eis schuf die perfekten Bedingungen für eine gewaltige Serie von Explosionen.

Maare sind in der Regel klein, weil Magma schnell Wasser zu Dampf verdampft. Aber durch den Permafrost konnte das bis zu 1.000 Grad Celsius heiße geschmolzene Gestein jeweils ein kleines Stück Eis schmelzen, so dass die Dampfexplosion weitergehen konnte, erklärte Beget.

Die Devil Mountain Lakes, der Whitefish Lake und die North und South Killeak Lakes wurden durch Hunderte von Dampfexplosionen ausgehöhlt, so die Wissenschaftler. Forscher entdeckten riesige Blöcke gefrorenen Bodens, die aus den Kratern flogen, und dicke Aschewolken, die die Region kilometerweit vernebelten. Pyroklastische Wogen (ein flüssiges Gemisch aus tödlich heißem Gas und Gestein) versengten den Boden in einer Entfernung von 4 bis 5 km von jeder Eruption.

Die Asche begrub eine üppige pleistozäne Landschaft, und Wissenschaftler haben das Gestein ausgegraben, um perfekt erhaltene Pflanzen aus der Zeit zu untersuchen, als Mammuts auf der Erde lebten. „Wir sehen es als ein pleistozänes Pompeji“, sagte Beget. Der hügelige Boden sah ähnlich aus wie heute die Arktis in den hohen Breiten, mit einer Pflanzengemeinschaft, die in den feuchten Spalten zwischen den kleinen Hügeln wuchs, und einer anderen auf den trockenen Spitzen.

Anhaltende Eruptionen

Die frühesten archäologischen Beweise für menschliche Besiedlung in Alaska sind laut Beget 13.000 Jahre alt, also viel jünger als die Maare. Dennoch ist es möglich, dass Menschen aus der Eiszeit die spektakulären Ausbrüche gesehen haben, denn es gibt ältere menschliche Fundstätten in Nord- und Südamerika.

„Wir würden gerne glauben, dass diese Menschen über die Beringlandbrücke gekommen sind. Es könnte Menschen geben, die diesen Ausbruch gesehen haben“, sagte Beget.

Und der Vulkanismus der Seward-Halbinsel endete nicht mit den Maar-Explosionen – die jüngste Lava, der Lost Jim-Strom in der Nähe des Imruk-Sees, bedeckte vor etwa 3.000 Jahren einen großen Teil der Tundra, sagte er. Die Region könnte in der Zukunft erneut ausbrechen, fügte Beget hinzu.

„An einem Ort wie diesem, an dem es mehrere Vulkane, Schlote, Lavaströme und riesige Maare gibt, wird es mit ziemlicher Sicherheit einen weiteren Ausbruch geben, vielleicht in der Beringsee, vielleicht näher bei Nome oder Kotzebue“, sagte Beget. „

Maare auf dem Mars

Der Lost Jim-Lavastrom ist ein Pahoehoe-Strom mit glatter Oberfläche, der sich über eine Fläche von 227 Quadratkilometern mit einer durchschnittlichen Tiefe von 16 Metern erstreckt. Es gibt sogar eine Lavaröhre, die über 19 km (12 Meilen) verfolgt werden kann. Der Lavastrom ist von Einsturzlöchern übersät, die von schmelzenden Permafrostböden zeugen, aber es gibt keine Maare, die von der Eruption herrühren. Da das Klima wärmer war und der Strom weiter südlich ausbrach als die Devil Mountain Vulkane, gab es wahrscheinlich keine dicke Permafrostschicht, die eine Dampfexplosion hätte nähren können, so Beget.

Im Jahr 2003 kehrten Beget und Jeff Kargel, ein Experte für Landformen auf dem Mars, zum Bering Land Bridge Preserve zurück, um den Lost Jim Lavastrom mit Merkmalen zu vergleichen, die Kargel auf Bildern vom Mars gesehen hatte.

„Es gibt einige gute Beispiele für Maarkrater auf dem Mars und andere vulkanische Landformen, bei denen Eis eine große Rolle bei ihrer Entstehung gespielt hat“, sagte Kargel in einem E-Mail-Interview mit OurAmazingPlanet. „Das Elysium-Vulkanplateau und seine Flanken sind besonders bekannt für Maarkrater, subglaziale Vulkane und Lahars (Schlammlawinen), die durch vulkanische Interaktion mit Bodenflüchtlingen (vermutlich Eis) entstanden sind.“

Beget sagte, die Suche nach Maaren auf dem Mars sei ein lustiger Nebeneffekt seiner jahrzehntelangen Forschung auf der Seward-Halbinsel, der bestätigt, dass es auf der Erde noch viel zu lernen gibt.

„Die Wissenschaft ist wirklich sehr ungewöhnlich und interessant“, sagte er. „Selbst in unserer modernen wissenschaftlichen Welt können wir immer noch wichtige neue Prozesse entdecken.“

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