I Alaska, där vintern är kallare, solen skiner längre och bergen är högre än i någon annan delstat, kan Midnattssolens land göra anspråk på ytterligare ett superlativ: De största och märkligaste maars som någonsin hittats på jorden.

Maars är kratrar som lämnats efter våldsamma vulkaniska ångexplosioner, som utlöses när stigande magma rinner in i grundvattnet, som sedan exploderar som en bomb.

”När vatten förvandlas till ånga expanderar det sin volym 1 000 gånger”, säger James Beget, vulkanolog vid Alaska Volcano Observatory och University of Alaska, Fairbanks.

De flesta maarer är cirka 300 meter breda. Sällan når de upp till en mil (1,6 kilometer) i diameter. Deras storlek begränsas av bränslet – den heta lavan kokar snabbt bort tillgängligt vatten och stänger av reaktionen.

Men Alaskas enorma Devil Mountain Lakes maar är mer än 8 km bred, vilket är den överlägset största på jorden, säger Beget. Det är jämförbart i storlek med calderas på toppen av Hawaiis Kilauea-vulkan och Oregons Crater Lake vid Mount Mazama.

Mayren är en del av Bering Land Bridge National Preserve och ligger vid den norra spetsen av Seward-halvön.Tundran var hemvist för mammutar och möjligen för migrerande istidsmänniskor när Devil Mountain-mayren sprängde landskapet. Nu lockar regionens bisarra lavaflöden forskare som studerar andra planeter och letar efter analogier till utbrotten på Mars.

Oh, min värkande ryggbåge

Längs Alaskas södra gräns finns en 2 000 km lång subduktionszon, där en av jordens tektoniska plattor dyker ner under en annan. Ovanför plattgränsen finns en rad höga vulkaner som slår igenom jordskorpan och som utgör Aleuternas båge. Kraften från kollisionen drar också på skorpan, som kan sträcka ut sig bakom plattgränsen, vilket ger utrymme för magma att stiga upp. Fenomenet kallas back-arc spreading.

”Det finns en hundratals mil bred zon bakom subduktionszonen där man har små seamounts och jordiska vulkaner som sträcker sig ända upp till Bering Land Bridge National Preserve”, berättade Beget för OurAmazingPlanet.

Devil Mountain Lakes är bara en av fyra avlånga sjöar som är minst 5 km breda och som registrerar dundrande maarsutbrott, den yngsta för cirka 21 000 år sedan, sade Beget. De andra är 40 000 till mer än 100 000 år gamla.

Det som gör dessa maars så ovanliga är kollisionen mellan magma och is, i stället för magma och flytande vatten. På den här platsen bröt lava ut under tjock permafrost, en unik händelse som ännu inte hittats någon annanstans på jorden.

”Pleistocena Pompeji”

Permafrost, för permanent frusen mark, kyls ner av is som fyller de små utrymmena mellan sedimentkornen. Under den senaste istiden, när den sista malmen i området bildades, kan permafrosten ha varit upp till 100 meter tjock, säger Beget. Isen skapade de perfekta förutsättningarna för en enorm serie explosioner.

Maars är vanligtvis små eftersom magma snabbt flashar vatten till ånga. Men med permafrosten kunde den 1 800 grader Celsius smälta berget smälta lite is åt gången och hålla ångexplosionen igång starkt, förklarade Beget.

Devil Mountain Lakes, Whitefish Lake och North och South Killeak lakes sköljdes ut av hundratals ångexplosioner, tror forskarna. Forskare har upptäckt enorma block av frusen mark som flög ut ur kratrarna, och tjocka moln av aska dammade regionen i flera kilometer. Pyroklastiska svallvågor (en vätskeliknande blandning av dödligt het gas och sten) skördade marken i en radie av 4 till 5 km från varje utbrott.

Askan begravde ett frodigt pleistocenlandskap, och forskare har grävt ut berget för att undersöka perfekt bevarade växter från den tid då mammutarna vandrade på jorden. ”Vi ser det som ett Pleistocen Pompeji”, säger Beget. Den hummiga marken såg ut ungefär som Arktis på höga latituder gör idag, med ett växtsamhälle som växte i de fuktiga sprickorna mellan de små högarna och ett annat på de torra topparna.

Pågående utbrott

Tyvärr sa Beget att de tidigaste arkeologiska bevisen för mänsklig bebyggelse i Alaska är 13 000 år gamla, vilket är mycket yngre än maarerna, men det är möjligt att istidsmänniskor kan ha sett de spektakulära utbrotten eftersom det finns äldre mänskliga platser i Nord- och Sydamerika.

”Vi vill gärna tro att dessa människor kom över Berings landbro. Det kan finnas människor som såg detta utbrott”, sade Beget.

Och Sewardhalvöns vulkanism slutade inte med Maar-explosionerna – dess yngsta lava, Lost Jim-flödet nära Imruk-sjön, täckte ett brett stråk av tundra för cirka 3 000 år sedan, sade han. Regionen kan få ett nytt utbrott i framtiden, tillade Beget.

”På en plats som denna, där det finns flera vulkaner, skorstenar, lavaströmmar och gigantiska maars, kommer det med största sannolikhet att ske ett nytt utbrott i bakbågsbågen, kanske i Beringshavet, kanske närmare Nome eller Kotzebue”, sade Beget. ”Vi kan inte veta när eller var ett sådant utbrott skulle inträffa.”

Mars på Mars

Det förlorade Jim-lavaflödet är ett pahoehoe-flöde med slät yta som täcker cirka 227 kvadratkilometer och har ett djup på i genomsnitt 16 meter. Det finns till och med ett lavatunnel som kan spåras i 12 miles (19 km). Kollapsgropar märker flödet, vilket är ett bevis på smältande permafrostfläckar, men det finns inga maars från utbrottet. Eftersom klimatet var varmare och flödet bröt ut längre söderut än vulkanerna i Devil Mountain fanns det troligen inte ett tjockt permafrostskikt som kunde ge näring åt en ångexplosion, säger Beget.

År 2003 återvände Beget och Jeff Kargel, en expert på marsianska landformer, till reservatet Bering Land Bridge Preserve för att jämföra Lost Jim-lavaströmmen med egenskaper som Kargel har sett i bilder från Mars.

”Det finns några bra exempel på Maar-kratrar på Mars och andra vulkaniska landformer där isen spelade en stor roll i bildandet”, berättade Kargel för OurAmazingPlanet i en intervju via e-post. ”Den vulkaniska platån Elysium och dess flanker är särskilt kända för maarkratrar, subglaciala vulkaner och lahars (lerlaviner) som produceras av vulkanisk interaktion med flyktiga ämnen i marken (förmodligen is).”

Beget sa att letandet efter maars på Mars var en rolig spin-off av hans decennier av forskning på Sewardhalvön, en som bekräftar att det fortfarande finns mycket att lära sig på jorden.

”Vetenskapen om är verkligen ganska ovanlig och intressant”, sa han. ”Även i vår moderna vetenskapliga värld kan vi fortfarande upptäcka viktiga nya processer.”

Emaila Becky Oskin eller följ henne @beckyoskin. Följ oss @OAPlanet, Facebook & Google+. Originalartikel på Live Science’s OurAmazingPlanet.