Megavloeden in Alaska

Megavloeden op aarde kunnen allerlei oorzaken hebben. Plaattektoniek kan bijvoorbeeld een rol spelen, maar ook het smelten van enorme hoeveelheden ijs door opwarming van de aarde en de uitbarsting van vulkanen kunnen voor een megavloed zorgen. De laatste twee oorzaken zijn ingrediënten voor vier megavloeden in Alaska. Aanwijzingen voor deze megavloeden zijn erosievormen in het landschap, afzettingen zoals klei en enorme blokken, maar ook een enkele vissoort.

Wat is een megavloed?

Een megavloed is een stroom van water met een afvoer van ten minste 1 miljoen m³ per seconde, oftewel 1 Sverdrup. Ter vergelijking: de grootste rivier op aarde, de Amazone in Zuid-Amerika, voert slechts maximaal 0,37 Sverdrup af naar de Atlantische Oceaan. Megavloeden zijn niet geheel onbekend van de afgelopen paar miljoen jaar. Ze zijn onder andere aangetoond in Canada, de VS en nabij de Russisch-Mongolische grens.

Het visje Prosopium coulterii van ongeveer 14 cm lang.

Michael Wiedmer

Visje

Onderzoekers onder leiding van Michael Wiedmer zijn nieuwe megavloeden op het spoor, iets ten noordoosten van de stad Anchorage. Wiedmer groeide op in de regio rond Anchorage en werkte hier vervolgens tot aan zijn pensioen. In 2005 vond hij een bijzonder visje in Lake George. Dit visje komt voor in diepe, koude, door gletsjers gevoede meren in Noord-Amerika. Het bijzondere aan Prosopium coulterii uit dit meer is dat het enorm lijkt op populaties van dezelfde soort in meren naar het noordoosten, aan de zuidrand van het Copper River Basin (zie figuur). Of de meren ooit verbonden waren vroeg ook Wiedmer zich af.

De locatie van Lake George aangegeven met een rode stip; de drie meren in het zuidelijk deel van het Copper River Basin zijn blauw.

Michael Wiedmer

Meer bewijzen

De theorie dat het visje wel eens getransporteerd kon zijn via een afvoerstroom van Lake Atna, een meer dat van 58.000 tot ongeveer 11.000 jaar geleden het Copper River Basin opvulde door afsmelting van het landijs, kwam al snel bovendrijven. Een enkel visje is echter niet genoeg als bewijs en Wiedmer ging op zoek naar meer aanwijzingen.

Op het strand ontstaan vaak ribbels door de inkomende en uitgaande golven. In de rivieren vormen deze ribbels zich ook, maar dan door een stroming die maar een richting op gaat: naar zee. Meestal zijn deze ribbels een paar centimeter hoog tot wellicht tientallen centimeters in rivieren. Maar wat de onderzoekers aantroffen in een vallei net ten zuidwesten van het Copper River Basin overtrof alles. De maar liefst 25 megaribbels zijn tot 34 m hoog! De stroming moet dus zeer snel zijn geweest. Wiedmer en collega’s schatten dat het hier ten minste 110 m diep was tijdens de vorming van de megaribbels. Andere aanwijzingen zijn voornamelijk gebaseerd op erosie(vormen) in/van het landschap.

Op de afbeelding zijn de megaribbels in het midden te zien dichtbij Anchorage, Alaska. De afstand tussen deze megaribbels is 900 m; de diagonaal van deze figuur is ongeveer 32 km.

Laura Gilson, University of Washington Quaternary Research Center

Afvoer

De onderzoekers komen op maar liefst drie megavloeden die ontstonden door afvoer van water in het meer, aangegeven in de onderstaande afbeelding. Die naar het zuidwesten toe had een afvoer van maximaal 3,3 miljoen m³ per seconde (3 Sverdrup). Maximaal 1400 km³ water stroomde via de Tahneta passage naar de Golf van Alaska. Deze vloed zou rond 15.500 en 26.000 jaar geleden hebben plaatsgevonden. Een twee, nog grotere megavloed wurmde zich ook naar het zuidwesten via de huidige Susitna rivier. Het gaat hier om maximaal 11,3 Sv, een van de grootste megavloeden ter wereld. Daarna volgde een megavloed via de Mentasta vallei (maximaal 1,6 Sv) en een ‘normale’ vloed via de Copper rivier (0,8 Sv). De reden van plotselinge afvoer is waarschijnlijk het doorbreken van ijsdammen, waardoor het waterniveau van het meer met vele tientallen meters zakte.

De locaties van de afvoer van Lake Atna. In de zuidwesthoek bevindt zich de vallei waarin de megaribbels zijn aangetroffen.

Michael Wiedmer

Nog een megavloed in Alaska

Ongeveer 670 km naar het zuidwesten vanaf Anchorage bevindt zich de Aniakchak krater gevormd door een uitbarsting van 3400 jaar geleden. De krater, ook wel caldera genoemd, is 10 km breed en meer dan een km diep. Na de uitbarsting vulde de caldera zich op met regenwater, een enorm meer vormend van maximaal 3,7 miljard m³ water. Uiteindelijk gebeurde wat er al lang zat aan te komen. De calderarand hield het niet meer en maximaal 1,1 miljoen m³ water stroomde per seconde (1,1 Sv) weg uit het kratermeer via de Aniakchak rivier. Grote brokken van bijvoorbeeld 27 m doorsnee afkomstig uit de caldera en nu liggend op 2 km afstand van de doorgang in de kraterwand zijn hier nog getuige van.

De Aniakchak krater in Alaska.

M. Williams en National Park Service

De vloed en de aardbeving

Terug naar Anchorage. De megavloeden nabij Anchorage zorgden niet alleen voor megaribbels en erosie in het landschap, maar legden ook kleilaagjes neer daar waar de vloed haar snelheid verloor waardoor ook de kleinste deeltjes tot bezinking kwamen. Dit laagje bevat ook silt (iets groter dan de kleideeltjes). De kleilaagjes bevinden zich waarschijnlijk onder de grootste stad van Alaska, Anchorage, zo speculeren de onderzoekers. Dit denken ze op basis van een laag zoutgehalte in deze laag en andere chemische eigenschappen.

Dit laagje wordt in het wetenschappelijke artikel beschreven als een kaartenhuis en dat betekent slecht nieuws. Tijdens de aardbeving van ongeveer 9,2 op de schaal van Richter in 1964 in Alaska werd deze kleilaag onstabiel en zorgde deze voor aardverschuivingen. Deze zorgden voor de meeste schade in Anchorage. De aardbeving is de op een na zwaarste ooit gemeten. De tsunami’s die ontstonden door de aardbeving zorgden overigens voor de meeste doden.

Links een aardverschuiving van bovenaf gezien en rechts het resultaat aan het aardoppervlak.

U.S. Geological Survey

Link met het heden?

Op de vraag of een megavloed ook zou kunnen ontstaan in de toekomst als de ijskappen smelten durft Michael Wiedmer niet direct een antwoord te geven. “We veronderstellen geen directe link met de hedendaagse opwarming van de aarde, maar we beschrijven de gebeurtenissen nadat de aarde opwarmde vanaf het laatste glaciaal.” Toch lijkt het niet onmogelijk dat water zich in een depressie of achter het ijs op bijvoorbeeld IJsland zich ophoopt en plots vrijkomt. Met of zonder een vulkaanuitbarsting.