In december 2014 deed een explosie het eilandrijk Tonga in de Stille Zuidzee op zijn grondvesten schudden, toen een onderzeese vulkaan zoveel as en puin uitbraakte dat er een geheel nieuw eilandje met klippen van 120 meter hoogte ontstond.

De verwachting was dat het eilandje – met de voorlopige naam Hunga Tonga-Hunga Ha’apai – niet lang zou blijven bestaan. Soortgelijke vulkaaneilandjes worden meestal binnen een paar maanden weer weggespoeld. Maar uit nieuwe opnamen van de NASA hebben wetenschappers opgemaakt dat de levensduur van het eilandje er veel rooskleuriger uitziet en dat het mogelijk tussen de zes en dertig jaar blijft bestaan. Het team maakte de resultaten van de studie bekend op het herfstcongres van de American Geophysical Union in New Orleans.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai werd geboren uit een onderzeese vulkaan die anderhalve kilometer van de omliggende zeebodem oprijst. Toen de vulkaan uitbarstte, kwam hete magma uit het binnenste van de aarde in contact met het koudere zeewater, waardoor as en puin met veel geweld de lucht in werden geblazen. Dat puin viel neer rond de top van de vulkaan en vormde daar een nieuw eilandje tussen twee oudere eilanden.

Bij dit soort uitbarstingen worden vaak vulkaaneilandjes gevormd. Ook het IJslandse eiland Surtsey ontstond in 1963 op deze manier: het was de eerste keer dat zoiets in de moderne tijd gebeurde en goed bestudeerd kon worden. Sindsdien is nog een handvol vulkaaneilandjes bij zogenaamde ‘Surtseyaanse’ erupties ontstaan. Daarvan is de geboorte van Hunga Tonga-Hunga Ha’apai het best gedocumenteerd, want het eilandje is sinds januari 2015 regelmatig gefotografeerd door satellieten.

De satellietopnamen tonen een landschap in voortdurende beweging. In april 2015 hadden oceaanstromingen zich een weg gebaand naar het binnenste kratermeer van het eilandje, waardoor de klippen snel wegsleten. Maar in de maand daarop ontstond een zandbank, waardoor de opmars van het water naar het binnenmeer werd gestuit. Intussen begon zich tussen het eilandje en zijn oosterbuur ook een landbrug te vormen. Die brug is inmiddels zo'n vierhonderd meter breed.

Met behulp van de satellietgegevens konden wetenschappers van de NASA de hoeveelheid landmassa inschatten die van het eilandje werd weggespoeld. In het eerste halfjaar verloor het eilandje snel aan volume, waardoor het NASA-team concludeerde dat het binnen zes jaar verdwenen zou zijn. Maar nadat het tempo van de erosie was afgenomen, leek het eilandje zich te stabiliseren.

“Als we alle gegevens toepassen die we nu hebben, komen we op een levensduur van 26 tot 30 jaar uit,” zei Dan Slayback, expert in satellietmetingen van het Goddard Space Flight Center van de NASA, op een persconferentie.

Om de schattingen te verfijnen, had het team gegevens nodig die ter plekke waren verzameld. Op een bepaald moment werkten ze samen met Franse wetenschappers die, met toestemming van de autoriteiten van Tonga, voor de NASA monsters op het eilandje namen.

Om te kunnen zien wat er onder de zeespiegel gebeurde, riep de NASA de hulp in van Vicki Ferrini, een wetenschapper die verbonden is aan het Lamont-Doherty Earth Observatory en die in april 2016 aan boord van een onderzoeksschip toevallig in de buurt was. Toen het onderzoeksschema van haar team door slecht weer in het water viel, zette ze koers naar Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, waar ze het onderzeese terrein van het eilandje met sonarapparatuur in kaart bracht.

“Het was behoorlijk buitenaards en behoorlijk spannend,” zei Ferrini op een persconferentie. “We betraden echt onbekend gebied.” Op de kaarten van Ferrini was te zien dat de zeebodem aan de zuidrand van het eilandje geleidelijk afloopt naar een plateau, wat waarschijnlijk invloed heeft op de zeestroming rond het eilandje – een cruciale factor bij het inschatten van de snelheid waarmee het puin wegspoelt.

Het is nog niet duidelijk hoe lang het eilandje zal blijven bestaan. Het IJslandse eiland Surtsey heeft het tientallen jaren volgehouden omdat het puin daar versteende tot een betonachtig materiaal, dankzij de circulatie van warm water. Die omstandigheden heersen waarschijnlijk niet rond Hunga Tonga-Hunga Ha’apai.

Door de grote hoeveelheid gegevens kunnen de wetenschappers misschien een nog exotischer plek bestuderen dan dit vulkaaneilandje: de planeet Mars. Satellieten die in een baan om de rode planeet draaien, hebben duizenden vulkanen gespot die lang geleden zijn uitgedoofd en sterk op Hunga Tonga-Hunga Ha’apai lijken. Nu ze de veranderingen van het eilandje de komende jaren nauwlettend in de gaten houden, zullen de wetenschappers meer inzicht krijgen in de manier waarop Martiaanse vulkanen werden weggesleten door het water dat miljarden jaren geleden op de rode planeet stroomde.

“We zien een uitbarsting op aarde met een versnelde erosie omdat de vulkaan in zee ligt, maar op Mars heeft die zee mogelijk maar heel kort bestaan,” zei Jim Garvin, hoofdwetenschapper van het Goddard Space Flight Center van de NASA, op een persconferentie. “Door deze dingen meer in detail te bestuderen, kunnen we misschien komen tot tijdspannes (...) voor de aanwezigheid van het water, en dat is de heilige graal in het Marsonderzoek.”