תצלום לווין של נאס"א המראה את אגם טאופו. האגם נוצר לפני כ-26,500 שנה בהתפרצות-על געשית בעלת מדד התפרצות געשית 8, שפלטה טפרה בנפח של כ-1,170 ק"מ מעוקבים
התפרצות-על היא התפרצות געשית נדירה בקנה-מידה גדול במיוחד. התפרצות-על (או מגה-התפרצות) הן מושגים צעירים יחסית, מאחר שהתפרצות עזה כל כך הייתה מנוגדת לתיעוד ההיסטורי ולתפיסה המקובלת של יכולת הרי געש להתפרץ בעוצמה רבה כל כך. אולם, מחקרים חדשניים ותוכניות טלוויזיה[1] הפכו מושג זה לשגור ומקובל, הן על הקהל והן על המדענים העוסקים בוולקנולוגיה, אם כי האחרונים נוהגים שלא להשתמש בו במאמרים מקצועיים.
התפרצות-על מתרחשת בשני אופנים:
משטחי בזלת נרחבים – בניגוד לרמות געשיות הנוצרות מהתפרצות מתוך צינור הזנה או מתוך מערכת סדקים בהר געש ובשדה געשי, הרי שמשטחי הבזלת הנרחבים נוצרים באמצעות סדקי-ענק המפיקים התפרצויות מתמשכות על שטחים עצומים.
התפרצויות בדרגה 8 במדד התפרצות געשית הן אירועים חריגים ועצומים. התפרצות פליניאנית מתפוצצת – שנפח הטפרה הנפלטת בה עולה על 1,000 ק"מ מעוקב (1012 מ"ק) ועמוד ההתפרצות שלה מגיע ליותר מ-25 ק"מ – עשויה להפיק עוצמה כזו. התפרצויות בעוצמה 7 או 8 עזות כל כך שהן מרוקנות את תא המאגמה וגורמות לקריסת לוע הר הגעש ביצירתן קלדרה. רק לשם השוואה, התפרצות טמבורה באינדונזיה בשנת 1815 – שחושבה כדרגה 7 – גרמה למותם של כ-92,000 בני אדם כתוצאה מזרמים פירוקלסטיים, רעב ומחלות. השנה שלאחר מכן – שנת 1816 – נודעה כ"שנה ללא קיץ" בשל תנאי מזג אוויר קיצוניים.
שטח "קלדרת לונג ואלי"(אנ')(מתוחם באדום) שבקליפורניה.
מחקרים מראים כי "קלדרת לונג ואלי"(אנ') שבקליפורניה, עשויה להיות בעלת פוטנציאל התפרצות של VEI8, כמו כן האזור מסווג כאחד מכ-20 הסופר-וולקאנים הגדולים בעולם[2].
קלדרת רכס האקלברי – הגדולה בין השלוש, שריד להתפרצות לפני 2.2 מיליון שנה. מרכזה במערב הפארק אך היא נמשכת עד מחוץ לתחומיו, בשטח מדינת איידהו. התפרצות זו פלטה טפרה בנפח של 2,500 ק"מ מעוקבים.
קלדרת איילנד פארק – הקטנה בין השלוש, גילה 1.3 מיליון שנה, משתרעת ממערב לפארק בשטח מדינת איידהו בתוך קלדרת רכס האקלברי. בהתפרצות זו נפלטו כ-287 ק"מ מעוקבים של טפרה.
קלדרת לבה קריק – הקלדרה הצעירה ביותר, כ-640 אלף שנה, ומידותיה: 85 ק"מ אורך, 45 ק"מ רוחב וכקילומטר עומק. שטחה של הקלדרה חופף את שטח קלדרת איילנד פארק, אולם היא משתרעת כ-16 ק"מ מזרחה ממנה. מאחר שקלדרה זו צעירה, שרידי ההתפרצות בה ניכרים עדיין על-פני הפארק. התפרצות זו פלטה כ-1,000 ק"מ מעוקבים של אפר, סלעים וחומרים פירוקלסטיים אחרים. התפרצות זו, בעוצמה 8 במדד התפרצות געשית, הייתה עזה פי 1,000 מאשר זו של הר סנט הלנס בשנת 1980.[5] כמות הטפרה שנפלטה בהתפרצות זו מוערכת בכ-1,000 ק"מ מעוקבים.[6]
קלדרת אגם טובה היא שקע המצוי באי סומטרה באינדונזיה. על אף שנטען בעבר כי השקע טקטוני במקורו, כמות הטוף הרבה שנפלטה בהתפרצויות שימשו לגאולוגים רבים הוכחה כי פעילות געשית – ולא טקטונית – הייתה מעורבת בהיווצרות הקלדרה.[7] הטוף הצעיר של טובה נוצר לפני 74,000 שנה, בהתפרצות שהייתה כנראה העזה ביותר ב-2 מיליון השנים האחרונות. נפח הפליטה בהתפרצות זו נאמד בכ-2,800 ק"מ מעוקבים – כמות גדולה הרבה יותר מזו שנפלטה בהתפרצות האחרונה של ילוסטון לפני כ-2.2 מיליון שנה. זרמים פירוקלסטיים מהתפרצות אחרונה זו כיסו שטח של 20,000 קמ"ר. קלדרת טובה מציינת שלב בו חל שינוי בהרי געש אנדזיטים לאורך העתק סמנגקו (Semangko) – העתק חילוף ימני נרחב – שנוצר לאורך אזור הפחתה העובר לאורך איי סומטרה.
התפרצויות נוספות
אגם טאופו באי הצפוני של ניו זילנד – כמו אגם טובה, גם אגם טאופו שוכן בקלדרה שנוצרה מהתפרצות-על לפני כ-26,500 שנה, שפלטה טפרה בנפח של כ-1,170 ק"מ מעוקבים. התפרצות זו הייתה הראשונה והעזה ביותר בסדרה של 28 התפרצויות מתועדות של טאופו עד ימינו.
בעיירה וקאמארו (Whakamaru) השוכנת במרכז האי הצפוני של ניו זילנד נמצאו סלעי איגנימבריט (טוף מולחם) – שרידים להתפרצות עזה שהתרחשה לפני כ-254,000 שנה, שפלטה כמות גדולה של טפרה (1,200–2,000 ק"מ מעוקב).
קלדרת לה-גריטה (La Garita) במדינת קולורדו היא שריד להתפרצות-על שהתרחשה לפני כ-27.8 מיליון שנה, בה נפלטה כמות טפרה של כ-5,000 ק"מ מעוקבים.
קיימות עדויות להתפרצויות רבות, חלקן בתחומי משטחי בזלת נרחבים:[8]
התפרצות מתפוצצת, נחשבת לכמות הגדולה ביותר של טוף שנמדדה בכדור הארץ, אחת מ-20 אירועי היווצרות קלדרה גדולים בשדה הגעשי של סן חואן וסביבתו ב-26–35 מיליון השנים האחרונות
התפרצויות-על עשויות לשנות את האקלים בכדור הארץ לתקופות קצרות אך משמעותיות. החברה האנושית לא הייתה עדה להתפרצויות מסוג זה בעשרות אלפי השנים האחרונות, אך גם התפרצויות פחותות עוצמה השפיעו עליה, כמו אלה של טמבורה באינדונזיה ב-1815 ולאקי (Laki) בדרום איסלנד בשנים 1784–1793, שהפרו את מהלך החיים המודרני. משערים כי התפרצות אגם טובה לפני כ-74,000 שנה הייתה אירוע קריטי במהלך האבולוציה, וכי האוכלוסייה האנושית הצטמצמה עד לכדי אלפים בודדים. שינויי האקלים הנוצרים בעקבות התפרצויות-על עלולים לגרום לשינויים אקולוגיים חריפים עד כדי היווצרות חורף געשי (בדומה לחורף גרעיני), יצירת רעב בקנה-מידה עולמי והפרת יציבותם של משטרים ברחבי העולם.[9]
התפרצויות-על ועידן קרח
תוכנית ששודרה בערוץ נשיונל ג'יאוגרפיק מעלה את האפשרות כי התפרצות אגם טובה לפני 74,000 שנה הייתה אחד הגורמים לעידן קרח באותה תקופה. בתוכנית זו עלתה השערה כי כמויות גדולות של אפר געשי וגופרית שעלו מהר הגעש לאטמוספירה במהלך שבועיים של התפרצות גרמו לערפל שהחזיר את אור השמש לחלל ולירידה חדה בטמפרטורה בכל חלקי כדור הארץ. ירידת שלגים נרחבת החריפה את אפקט ההחזרה ותרמה לירידה נוספת בטמפרטורה ולהכחדה של 60% ממיני בעלי החיים ביבשה ובאוקיינוסים.[10]
