Óriási robbanással törhet ki egy vulkán Erdélyben

Ezek kulcskérdések a vulkáni veszély előrejelzésben és ráirányíthatják a figyelmet azokra a tűzhányókra is, amelyek látszólag inaktívak. Hiába van szunnyadó fázisban egy vulkán, nagyon gyorsan aktív állapotba kerülhet, és a kitörése a korábban ismerteknél nagyobb veszélyt hozhat. Magyar kutatók újszerű kutatása segít feltárni a vulkánkitörés előtti jeleket.

Az ELTE TTK Földrajz- és Földtudományi Intézet Kőzettan-Geokémiai tanszék és a HUN-REN-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport tagjai, neves hazai és külföldi szakemberekkel együttműködve a Kárpát-Pannon térség legfiatalabb vulkánját, a székelyföldi Csomádot tanulmányozták.

Nagy felbontású integrált kristályszöveti és kristálykémiai összetételi adatokon alapulva számszerűsítették a magmafejlődés körülményeit, rekonstruálták a vulkán alatti magmatározó felépítését, azonosították a kitöréseket okozó, frissen felnyomuló magmák jellegzetességeit és adtak magyarázatot arra, hogy miért vált a vulkáni működés uralkodóan robbanásos jellegűvé a legutolsó aktív fázisában.

A Csomád kitöréstörténetét a kutatócsoport korábbi munkái egy piciny kristály, a cirkon U-Th-Pb-He izotópos elemzésével és a kapott eredményekből számolt koradatok alapján fedték fel. Harangi Szabolcs, egyetemi tanár, a kutatási projekt vezetője hangsúlyozza: „Az elmúlt, csaknem egymillió éves időszakban többször volt hosszú nyugalmi periódus, azonban még több tízezer, esetenként több mint százezer év szünet után is újra megindultak a vulkánkitörések!” A legjelentősebb vulkanizmus az elmúlt 160 ezer évben történt, amelyen belül 160–95 ezer évvel ezelőtt, nehezen mozgó, viszkózus lávadómok türemkedtek ki, majd több mint 30 ezer év nyugalom után, 56 ezer éve újultak fel ismét a kitörések. Cserép Barbara, az ELTE doktorandusza ennek képződményeit vizsgálja: „Ezek már veszélyesebb, robbanásos jellegű kitörések voltak. Fontos tudnunk azt, hogy mi változott, mi okozta a kitörési stílusban történt változást!” Az utolsó vulkáni működés 30 ezer éve történt, azóta ismét nyugalmi állapotban van a tűzhányó.

A vulkánkitörés oka és az annak jellegét meghatározó folyamatok a vulkáni működés során keletkezett kőzetekben vannak elrejtve. Ezek a kőzeteket alkotó ásványok vallatásával, azaz részletes elemzésével hozhatók elő. A kutatócsapat az 56–30 ezer évvel ezelőtti robbanásos kitörések horzsaköveiben lévő összes kristály kémiai összetételét meghatározta, sokszor nagy felbontással a kristály belsejétől a legkülső részig. Ezt követően, a feltárt adatokon alapuló, különböző hőmérséklet-, nyomás-, redoxállapot-, olvadék-összetétel és olvadékvíz-tartalom számítási módszerek eredményeit értékelték kritikusan, hogy a végén számszerűen is megadhassák a kristályosodás körülményeit, azaz megállapítsák, hogy a kőzetekben lévő kristályok milyen magmából, milyen mélyen, milyen hőmérsékleten keletkeztek, és a végén hogyan kerültek egy kitörő magmába. Ez segített a magmatározó rendszer felépítésének, a kitöréshez vezető folyamatok feltárásában, továbbá a robbanásossá váló kitörések magyarázatában.

A kőzettani detektív munka fő tanúja az amfibol nevű ásvány volt. „Az amfibol kristályrácsába sok elem képes beépülni, de az egyes rácshelyeken való helyettesítés a kristályosodás körülményeitől függ” – avat be a kutatás részletébe Cserép Barbara. Az amfibol kémiai összetétele nagy változást mutatott egy kőzetben is. Ezek részben egy alacsony hőmérsékletű, 8–12 kilométer mélyen lévő kristálykásából származtak, többségük azonban az ebbe a magmatározóba nagyobb mélységből felnyomuló, magasabb hőmérsékletű magmával érkezett. „A korábbi, 160–95 ezer éves lávadómkitörésekhez képest ezek a friss magmák más összetételű amfibolokat hoztak fel, azaz ezek a magmák különbözőek voltak, és ennek fontos szerepe volt abban, hogy a vulkánkitörések robbanásossá váltak” – mutat rá Harangi.

Ilyen amfibol-összetételeket még nem nagyon mutattak ki vulkáni kőzetekben más vulkánokon – teszi hozzá Cserép, mint a kutatómunka egyik fontos eredményét. Értelmezésük szerint az ilyen amfibolkristályok keletkezéséhez nagy víztartalmú magma szükséges, és e feltöltő magmának lehetett kulcsszerepe a robbanásos kitörések kialakulásában.

A kitörések előtti magmaállapotról a kristályok legkülső része és a vas-titán oxidok összetételei adtak információt. Szemerédi Máté posztdoktor kutató, a tanulmány másik vezető szerzője elmondta: „A vas-titán oxidok akár napok alatt alkalmazkodnak az új körülményekhez, kémiai összetételük azt jelzi, hogy egy 800–830 Celsius-fokos, oxidált magma tört ki.”

A Csomád jelenleg nem mutat olyan jeleket, hogy a közeljövőben újra aktivizálódna.

Azonban ez a tanulmány is rámutat arra, hogy egy friss magmafelnyomulás után akár heteken-hónapokon belül vulkánkitörés történhet.

A kőzettani vulkanológiai kutatások, a vulkánok alatti magmatározó felépítés és az ott zajló folyamatok kvantitatív feltárása segítséget ad ahhoz, hogy jobban megértsük a vulkánkitörések előtti jeleket.

Ez a kutatás újszerű abban, hogy mindezt hosszan szunnyadó vulkán esetében teszi, és ebben a Csomád nemzetközi szinten is egyre nagyobb figyelmet kap – mutat rá Harangi Szabolcs. Ez segít ráirányítani a figyelmet arra, hogy a Föld mintegy 1500 potenciális tűzhányója mellett ezek is jelenthetnek veszélyt, főleg, ha alattuk még van olvadéktartalmú magma.