Helyi idő szerint május 3-án kezdődött el az a vulkánkitörés a hawaii Nagy-szigeten, ami az Amerikai Földtani Szolgálat (USGS) és a Hawaii Vulkánobszervatórium (HVO) vulkanológusai már előre jeleztek. A vulkáni működés már több, mint 80 lakóházat semmisített meg és több ezrek életét alakítja át. Az esemény különlegessége, hogy lakóházak mellett hasadt fel a föld több helyen és indult meg a vulkánkitörés, mondhatni, a kertekben kezdődött vulkánkitörés. Erre eddig nem sok példa volt a modern történelemben, azonban figyelmeztet arra, hogy a Föld növekvő népességének a jövőben ilyen veszélyekkel is szembe kell nézni. Ma már több mint 700 millióan élnek olyan vulkán 100 kilométeres körzetében, amely a jövőben kitörhet és aminek beláthatatlan következményei lehetnek. Hawaii most kiemelt figyelmet kap, aminek részben az az oka, hogy a kitörés lakott településen zajlik, másrészt a USGS-HVO szakemberei folyamatosan adják a tájékoztatást, a helyiek folyamatosan osztják meg a fantasztikus fotó és videofelvételeket. Ugyanakkor egy ehhez nagyon hasonló vulkáni működés zajlik a Piton de la Fournaise vulkánon is, ami legalább ennyire látványos, azonban ez lakatlan területen történik, így nincs akkora média nyilvánossága. A napokban az indonéziai Merapinak is volt néhány kisebb robbanásos kitörése, nyolc év pihenő után fennáll a veszély, hogy újabb jelentős (bár a 2010-es kitörésnél kisebb) kitörése induljon. Összehasonlításképpen, ott 30 kilométeres körzetben 4 millióan élnek, a hawaii vulkáni kitörés körzetében alig többen mint nyolcezren. Azonban ez sem kevés, továbbá ehhez hozzá kell adni a turisták számát is, tehát fontos, hogy rendszeres és hiteles tájékoztatás történjen. Sajnos a hazai és külföldi médiában is számtalan valótlan, szakszerűtlen, illetve szenzációhajhász hír jelent meg. Mindez úgy, hogy a USGS-HVO a legprofibb módon kezeli a helyzetet, folyamatosan ad minden eseményről tájékoztatást, ad sokszor laikusoknak is érthető módon magyarázatot a vulkáni működés hátteréről, ad választ minden felmerülő kérdésre, nyújt előrejelzést a jövőbeli lehetséges kimenetelekről és hívja fel a figyelmet a veszélyekre. Hírt csak hiteles forrásból, ezt nyújtja a USGS-HVO honlapja, ahol mindent meg lehet találni! Itthon pedig, ha kérdés merül fel, szívesen válaszolunk, illetve nyújtunk folyamatos, fotó- és videofelvételekkel, on-line közvetítésekkel teli tájékoztatást a Tűzhányó blog Facebook csoportjában!
Az alábbiakban röviden összefoglaljuk a legfontosabb tudnivalókat a most már több mint 3 hete zajló vulkánkitörésről.

A USGS-HVO folyamatosan teszi közzé a vulkáni működés helyszínének térképét a megnyílt hasadékokkal és lávafolyásokkal elöntött területekkel. A hőkamerás térképeken világos színek jelzik az éppen aktív lávafolyamokat - a május 25-i állapot (Forrás: Hawaii Vulkánobszervatórium)

Jelenlegi (május 25-i) állapot

A HVO naponta többször ad ki összefoglaló jelentést a vulkáni működésről. A vulkáni kitörés folyamatosan és viszonylag nagy intenzitással zajlik. Eddig 23 helyen repedt fel, mintegy 7 km hosszúságban a földfelszín a Kilauea kalderától keletre, közel 30 kilométer távolságban, a Keleti Riftzóna mentén. A hasadékok közül jelenleg több is aktív: a 22. sz. hasadékból délkelet felé folyik a láva, ami két ágra szakad. A lávagátak között szinte hűlés nélkül, viszonylag gyorsan halad a lávafolyam és két helyen is elérte a kb. 4 kilométer távolságban lévő óceánt. A 6. és 13. sz. hasadékokból is ömlik ki a láva, aminek egy lávagátak között kígyózó ága néhány napja szintén elérte az óceánt. A Leilani Estates településen belül található 7. és 21. sz. hasadékok mentén lávacafatok csapnak fel, amelyek egy kis időszakos lávatavacskát hoztak létre. Innen a láva északkelet felé folyik tovább és ez veszélyt jelent további lakóházakra, újabb utakat vág át, sőt a Puna geotermikus erőműre is! Ez utóbbi egyelőre még megmenekült, bár a közvetlen közelében intenzív vulkáni kitörések folynak. A láva azonban itt délkeleti felé folyik. A 7. és 21. sz. hasadékok lávája azonban közelít az erőmű felé. A többi hasadék mentén kéndioxidban gazdag gázok törnek fel, ami vulkáni szmogot idéz elő. A vulkáni kitöréssel egyidőben további földrengések pattannak ki, azonban ezek nem tolódnak tovább kelet felé, így egyelőre Vacationland Hawaii település még nincs veszélyben. A jelek azonban egyértelműen további magma érkezését jelzik, azaz a vulkánkitörés úgy tűnik folytatódik. Azonban ez nem csak e térségben zajlik, hanem a Kilauea vulkáni területén központi részén is! A Halema'uma'u krátert korábban színültig kitöltő lávató szintje több mint 400 métert esett és ezzel a talajvíz szintje alá került. Ez hasonló helyzetet hozott létre, mint ami 1924-ben volt. Ekkor hatalmas robbanásos kitörések történtek és több tonnás kőzetdarabok hulltak a kráter környezetére. A vulkanológusok most is tartanak ettől. Május 9. óta naponta zajlanak freatikus és freatomagmás kitörések, amelyek nyomán olykor több kilométer magasra tornyosul a gomolygó hamufelhő. A közeli Hawaii Obszervatóriumból már kiköltöztették a szakembereket, mivel a Kilauea kaldera térségében kipattanó földrengések utakat repesztettek fel és egy nagyobb robbanásos kitörés is veszélyeztetheti az obszervatóriumban lévőket. Május 25-én több 3-4 magnitúdójú földrengés volt, ami után szürke hamufelhő és fehér vízgőz felhő tört ki a kráterből.
A 7. és 21. sz. hasadékok mentén zajló vulkánkitörés és friss lávája, ami színben elkülönül a sötétebb a kitörés elején keletkezett lávától és jobbra a teljes hasadékvonal látképe Bruce Omori felvételein

Az egyik legnagyszerűbb drón felvétel a 22. sz. hasadékból az óceán felé kígyózó lávafolyamról (USGS)

Frissítés (május 27)

A vulkáni működés továbbra is nagyon intenzív! Eddig közel 10 négyzetkikométer területet fedett be a lávafolyam, most a 7 és 21 sz. hasadékból északkelet felé folyik pont az erőmű irányába. A láva azonban aa-típusra váltott, így lassabbá vált, majd rajta újabb lávafolyam indult el. Helyi idő szerint május 26-án délután belépett a Puna Geotermikus Erőmű területére és egyre közelebb és közelebb jut hozzá. Nincs arra tapasztalat, hogy ilyenkor mi történik, így sokan izgalommal várják, hogy eléri-e a láva az erőművet (a 38 MW teljesítményő erőmű 1993-ban épült és a sziget energia ellátásnak több mint 20%-át adta). A 13. és 22. sz. hasadékok továbbra is bő láva anyaggal látják el az óceán felé kígyózó lávafolyamokat.
Vajon épen marad az 1993-ben épült Puna Geotermikus Erőmű vagy ez is a láva martaléka lesz? Helyi idő szerint május 26-i állapot Bruce Omori felvételén

Miért nem a Kilauea központi térségében zajlik a vulkánkitörés?

A Kilauea nem egyetlen egy vulkán, hanem egy kiterjedt vulkáni mező, ahol több kitörési központ van. Központi területe a Kilauea kaldera, amelyen belül található a Halema'uma'u beszakadásos kráter, azon belül pedig egy kisebb kráter, amiben egészen április végéig lávató volt. A Kilauea vulkáni terület a Mauna Loa oldalában alakult ki. A felhalmozódott lávatömeget a Mauna Loa oldala már nem képes tartani, egy óriási blokk az óceán irányába mozdulnak el. Ez olykor meg is történik, mégpedig két gyengeségi zóna , a Kilauea kalderából hatalmas karként szétnyíló Keleti és Délnyugati rift (hasadék) zóna mentén. E területeken széthúzásos feszültség lép fel, ami miatt nyitott hasadékok, árkok alakulnak ki, illetve felszín alatt, ahol nagyobb a feszültség és nagyobb az elmozdulás is repedések jönnek létre a kőzettestben. Az elmúlt évtizedekben a Keleti Riftzóna volt aktívabb és e gyengeségi területre nyomult be a magma fenntartva már több mint 35 éve a Pu'u 'O'o központtal működő vulkanizmust. Április második felében azonban egyre több földrengés pattant ki a riftzóna további részén. A felszín horizontális elmozdulást mutatott, jelentős mértékben az óceán felé. Mindebből egyértelműen le lehetett vonni a következtetést, hogy a magma tovább nyomul keleti irányban, a felszín alatt mintegy 3 kilométer mélyen. Végül helyi idő szerint május 3-án repedt fel a földfelszín és indult meg a vulkáni működés.
Lisa Faust ábrája (USGS) balra, jobbra pedig Sentinel-1 műhold InSAR radarképe, ami a felszín magasságváltozását mutatja még a vulkáni működés megindulása előtt. Ezen jól kivehető a felszín alatt keleti irányba mozgó magma okozta felszín emelkedés.
Mi történik eközben a Kilauea kalderában?

A Kilauea kaldera alól, a felszín alatt áramlik kelet felé a magma. Emiatt a Halema'uma'u kráter április végén még színültig kitöltő lávató (a lávató túlcsordulása jelezte, hogy friss magma nyomul felfelé) szintje viszonylag gyorsan csökkenni kezdett. Az óránként néhány méternyi sebességgel csökkenő lávató szint végül már több mint 400 métert esett és ezzel a talajvíz szintje alá került. Ez pedig, ahogy azt korábban írtuk megadja a lehetőségét, hogy víz kerüljön a forró magmába és ezzel heves robbanásos kitörések történjenek. Május 9-én meg is indultak a robbanásos kitörések, amelyek minden naposakká váltak. Azonban nem csak a lávató szintje csökken, hanem az egész kaldera területe süllyed lefele (hiszen megszűnt az alatta lévő magma felfelé irányuló nyomóereje). Ez pedig jelentős földrengés tevékenységgel jár. A földrengések között nem ritkák a 3-5 magnitúdójú földlökések sem, ami miatt felszínrepedések is kialakultak, többek között a kalderához vezető autóúton is. A kaldera már 1,4 métert süllyedt az elmúlt 3 hét alatt (ez hasonló ahhoz, ami Izlandon történt 2004-2005-ben, amikor a jégtakaró alatti Bárdarbunga kaldera felszíne süllyedt rohamosan, miközben a tőle több mint 20 kilométer távolságban zajlott a Holuhraun lávaöntő kitörés. A két esemény mechanizmusa nagyon hasonlít egymáshoz!), a pereme pedig 60 centiméter süllyedt. A földrengések most is folyamatosan, akárcsak a felszínsüllyedés, azaz további magma nyomul kelet felé a riftzónába. Ugyanez a helyzet a Pu'u 'O'o térségében is. Ott is egy lávató volt még április végén, ami túlcsordult a peremen, majd gyorsan visszahúzódott és most egy hatalmas üreg maradt vissza!
Május 16-i robbanásos kitörés a Halme'uma'u kráterben (webkamera és Tim Marshall fotó)
Becsúszik a Kilauea vulkáni terület az óceánba?

Egy, a médiában gyakran megjelenő, minden alapot nélkülöző "hír"-nek. A válasz határozottan: NEM. Habár a kitörést megelőző 6.9-os magnitúdójú földrengést követően mérhető volt a horizontális elmozdulás (mintegy fél méter a riftzóna mentén, míg néhány kilométer mélységben ez akár a 2 métert is meghaladhatta), ez nem jelenti, hogy a teljes terület bezúdul az óceánba és az szökőárt okoz! A jelenlegi elmozdulások teljes összhangban vannak a magma benyomulási eseménnyel és a múltban sem történt olyan eset, ami alapjául szolgálna egy katasztrofális csuszamlásnak!
A USGS magyarázó rajza a magma benyomulás miatta oldalirányú kőzettest mozgásról.
A hawaii vulkánkitörés beindítja az USA nyugati peremén sorakozó vulkánokat?

Egy másik, sok média által átvett, sok helyen megjelent és minden alapot nélkülöző rémhír, amit a hazai média is átvett azzal, hogy mindezt amerikai vulkanológusok vetették fel! NEM, ezért nem fognak kitörni a Cascades vonulat tűzhányói! Semmi kapcsolat nincs ugyanis a Hawaii-szigetek vulkánossága (forró folt terület) és a Ny-USA vulkánjainak működése (kőzetlemez alábukási zóna és a mögötti szétnyílásos medence területek) között! Hogy jönnek akkor ide az amerikai vulkanológusok, akikre hivatkoznak? Nos, egy nem kicsi csúsztatással, mondhatni a hír igaz, de nem úgy ahogy tálalják és innentől kezdve válik hamissá! A Cascades vulkáni íve mentén ugyanis valóban sok a veszélyes és hosszan szunnyadó tűzhányó. Az elmúlt évszázadban ezek közül kettő lépett működésbe: jó száz évvel ezelőtt a kaliforniai Lassen Peak, majd 1980. május 18-án a Mt St. Helens. Ezen kívül ott van a Rainier, a Shasta, a Hood, amelyik közül bármelyik, ha felébred, annak bizony súlyos következményei lennének. Ezek körül ugyanis nem 8 ezren, hanem több tíz, illetve százezrek élnek, sőt nagyvárosok, mint pl. Seattle lehet adott esetben veszélyben! Az amerikai vulkanológusok hangsúlyozzák, hogy mindezekre komolyan oda kell figyelni, hiszen nem az a kérdés, hogy e vulkánok kitörnek-e a jövőben, hanem az, hogy mikor! Mindenesetre jelenleg még nincs jel arra, hogy bármelyik működésbe szeretne lépni! Itt van tehát a fals összekötés: az amerikai vulkanológusok valóban beszélnek arról (már évek óta), hogy veszélyes és a jövőben működőképes tűzhányók sorakoznak az USA nyugati partvidékén, a hawaii vulkánkitörés valóban zajlik, ezeknek az eseményeknek azonban sem időben sem térben nincs közük!
Az USA nyugati partvidékén sorakozó tűzhányók - ezek veszélyesek, potenciálisan kitörhetnek, de SEMMI közük a hawaii nagy-szigeten zajló vulkáni működéshez! (USGS ábrák)
Mi történik ha a láva az óceán vizébe ömlik?

Bár úgy tűnik, hogy ilyenkor csupán fehér vízgőz száll fel, azonban ez komoly veszélyeket rejt! Sajnos ezzel kapcsolatban is sok fals információ jelent meg a hazai médiában, amiben azért az MTI is ludas... Az amerikai vulkanológusok az ilyenkor fellépő veszélyt "laze"-nek nevezik, ami a lava (láva) és haze (köd, pára) szavakból alakult ki. Amikor az 1000 fok körüli hőmérsékletű láva az óceánba folyik fehér gőz/gáz felhő emelkedik fel. Bár ez úgy tűnik, hogy veszélytelen, azonban ebben számos veszélyes anyag van: apró üvegszilánkok, ami a hideg óceánvízbe jutó láva hirtelen szétesése és darabjainak megdermedése során jönnek létre; a túlhevített víz gőzanyaga és sósav gáz (NEM, nem "klórsav gáz", ahogy az a híradásokban megjelent...). A feltóduló fehér felhőbe magmás gázok nemigen kerülnek (a lávában már nincs sok illó, a kéndioxid gáz a hasadékok mentén távozik). A sósav (HCl) eredete is ezért az óceán vízében keresendő. Egyes elgondolások szerint a víz só (NaCl) tartalma bomlik fel a hőhatás miatt és lesz belőle sósav gáz a vízgőzzel való reakció során. Vannak, akik szerint először MgCl2 keletkezik, amiből aztán további vízgőz reakciókkal jön létre a HCl: MgCl2 nH2O→MgO + (n−1)H2O(gas) + 2HCl(gas). Végül vannak olyanok, akik egy komplexebb reakciót javasolnak a láva-víz reakciója során: 6SiO2(s;l) + Al2O3(s;l) + 2NaCl(s;l) + H2O(g;l)→2NaAlSi3O8 + 2HCl(g). A forró, savas (a felhő pH értéke 1,5-3,5 közötti) felhő főleg napközben jelent veszélyt, mivel ekkor a szelek a szárazföld felé hajtják (éjjel viszont az óceáni terület felé mozog). Ezzel a "láthatatlan" veszéllyel komolyan számolni kell annak, aki megközelíti az óceánba ömlő lávafolyás (pl. nem feltétlenül jó dolog egy hajóval megközelíteni a helyszínt, mert nem biztos, hogy ki lehet számolni a légáramlatokat! Ezzel szemben a felnyíló hasadékok mentén a feltörő vulkáni kéndioxid gáz jelent különösen nagy veszélyt! Szóval, ez most Hawaii... - mondhatni "gázos" a helyzet... annak ellenére, hogy csak ártalmatlan fehér gőzfelhőnek néz ki... nem minden az, aminek látszik...
Jelenleg három ponton ér a láva az óceánba, aminek következtében fehér gőzfelhő "laze" emelkedik fel (USGS és Bruce Omori fotók)
Miért változott a lávaöntés jellege?

A vulkáni működés kezdetén lassan folyó, úgynevezett aa-láva jött a felszínre, ami nem jutott el nagy távolságba, mivel nehezen folyós, azaz viszonylag nagy a viszkozitása. Néhány nap után azonban már messzire folyó, kisebb viszkozitású pahoehoe láva terített be nagy területet. Ennek oka a láva összetételében keresendő. A gyors láva kémiai összetétel elemzés a szakembereket is meglepő eredményhez vezetett. Kezdetben ugyanis nem a hawaii vulkánkitörések jellemző bazalt magmája jutott a felszínre, hanem andezit, aminek szilíciumdioxid tartalma 57 tömeg% (a bazalté kevesebb, mint 52 tömeg% és ez jelentősen befolyásolja a viszkozitást). De hogyan lehetséges, hogy andezites láva jut a felszínre a Kilauea területen? Nos, ennek a magyarázata, hogy ez a felszínre törő magma egyáltalán nem friss, hanem vagy 100 éve ott van a Keleti Riftzóna alatt! Lehet ez az 1955-ös kitörés maradványa, de lehet, hogy 1840 óta ott lebzsel. Igazán ilyenre nem sok példa volt eddig, bár tudunk arról, hogy 2005-ben, pont a Puna geotermikus területen egy fúrás során dácitot hoztak fel és 1955-ben is szilíciumdioxidban gazdagabb láva folyt először a felszínre. Mi van tehát a mélyben? Arról már elég sokat bizonyítékot gyűjtöttünk, hogy a szilíciumgazdag magmák akár több tíz- vagy százezer évig is fennmaradhatnak, ezek a magmakamrák hosszú ideig is létezhetnek. Úgy tűnik, hogy ha kisebb időléptékben is, de ez igaz lehet bazaltos magmás rendszerre is. Azaz kristályokban gazdag bazaltos magma maradhat vissza a vulkáni kitörések után, a bazaltos magma még hosszú ideig nem szilárdul meg, hanem lassan kristályosodik. A kristályosodás során a megjelenő ásványok után egy szilíciumdioxidban gazdagabb maradékolvadék lesz. A 17. hasadék megnyílása felszínre hozta ezt a maradékolvadékot! Az andezit kialakulásának egy másik lehetséges magyarázata, hogy egy még nagyobb szilíciumdixoid tartalmú magma, azaz dácitos magma lebzselt a felszín alatt, amikor megérkezett a friss bazaltos kőzetolvadék. Keveredtek egymással és ennek eredménye lett a köztes, andezites összetétel. Miért is izgalmas különösen az andezit láva összetétel? Andezit ugyanis általában szubduckiós (kőzetlemez alábukási) övezetekben fordul elő és sokan úgy tartják, hogy kifejezetten erre a tektonikai övezetre jellemző. Azonban az andezit megjelenhet más lemeztektonikai környezetben, akár kőzetlemezen belül is. Nos, ez egy kiváló példa, hogy igen, andezit lehet ilyen környezetben is, a tudomány így szép, így izgalmas, hogy nincsenek előre leosztott lapok! Később már friss bazaltos magma jutott a felszínre, amit két jelenség is alátámasztott: a lávaszökőkutak erőteljesebbek lettek, néhány tíz méter magasságba csaptak fel, ami gázokban gazdagabb, könnyen mozgó magmára utalt és a felszínre ömlő láva jellege is változott. Most már pahoehoe, azaz sima felszínű, kötélláva alakult ki. Ezen belül lávagátak jöttek létre, amin belül a kőzetolvadék szinte hűlés nélkül haladhatott tovább, ezért messze, több kilométer távolságba is képes volt elfolyni és végül az óceánpartot is elérte.
Lávaöntés május 5 és 18-án. A nehezen folyó, viszokózus láva ekkor még csak kis területet öntött el (USGS fotók)
Hogy kerül metán a repedésekbe és miért lángol kéken?

Május 23-án egy újabb érdekes felvételt osztott meg a USGS Hawaii Vulkán Obszervatórium. Egy lávafolyam közelében, az út repedéseiben kékes láng tört fel. Ez metán gáz, ami akkor jön létre, amikor a láva növényzetre folyik (ez egy különleges veszélyt jelent, amikor metán robbanás történhet tejesen váratlanul!). A metán gáz az égő növényből szabadul fel, beszivároghat a felszín alá, majd újra megjelenik a felszínen, amikor felhevül. A metán meggyulladva, aztán kék színnel ég.
Kékesen égő metán gáz az utak repedéseiben (USGS és Brad Lewis fotó)
Utószó...

Végül, néhány szóban nem árt reagálni azokra a valóságtól nagyon-nagyon elrugaszkodott hírekre is, miszerint (1) a Kilauea NEM szupervulkán! Szupervulkánok, mint már sokszor írtam, nincsenek is, legfeljebb szupervulkáni kitörések, amelyek több, mint 1000 köbkilométer mennyiségű vulkáni anyagot terítenek szét a felszínen. A mostani hawaii vulkánkitörés lávamennyisége még messze nem éri el az 1 köbkilométert sem! Sőt, a múltban SEM VOLT szupervulkáni kitörés a Kilauea területén és nyugodtan le is írhatom, ilyen a jövőben SEM LESZ! (2) a Kilauea NEM fog beszakadni mint a Krakatau! Megint csak, a Kilauea egy teljesen más vulkáni rendszer, nem úgy működik, mint indonéz társa. Azaz jó hírem van, a hawaii Nagy-sziget továbbra is megmarad, lehet tervezni rá turistautat! :-) (3), Nem, a Kilauea vulkáni működés NEM befolyásolja globálisan az éghajlatot! Ehhez ugyanis az kell, hogy a kéndioxid gázok nagy magasságba, egészen a sztratoszférába feljussanak, mennyiségük bőven meghaladja az 1 millió tonnát. Ehhez persze erős robbanásos vulkánkitörés kell. A hawaii vulkánkitörés során viszonylag sok kéndioxid gáz (azonban messze nem 1 millió tonna) kerül a levegőbe (de CSAK az alsó légkörbe), ez alapvetően a szigeten okoz jelentősebb egészségügyi problémát (vulkáni szmog), illetve a legfrissebb hírek szerint a 3000-4000 km távolságban lévő mikronéziai szigetvilágban!

Helyi idő szerint ma délután 5 órakor a várakozásoknak megfelelően felrepedt a felszín és vulkánkitörés kezdődött a Leilani estates területén, lakóházak közvetlen közelében, jó 15 kilométer távolságban az aktív Pu‘u ‘Ō‘ō krátertől keletre. Megtörtént az, amiről előadásaimban már sokszor beszéltem: lakott területen is felnyílhat a föld és vulkánkitörés kezdődhet! Bár a Leilani estates területe nem egy sűrűn lakott terület azonban mindez figyelmeztető jel lehet akár az új-zélandi Auckland lakóinak is - hasonló ott is történhet. A hawaii nagy szigeten a friss láva már utakra folyik, a hatóságok 1700 lakos azonnal kitelepítését rendelte el. De mi volt ennek az előzménye?

Április végén a USGS Hawaii Vulkánobszervatórium (HVO) munkatársai jelentős felszínemelkedést tapasztaltak a Kilauea vulkáni területen részben a csúcsterületen lévő kaldera, részben a Keleti Riftzónában lévő és 1983 januárja óta folyamatosan aktív Pu‘u ‘Ō‘ō kitörési központ térségében. A felszínemelkedés mértéke jelentős volt, ami egyértelműen utalt arra, hogy magma nyomul fel. A Kilauea kalderában lévő Halema‘uma‘u kráterben lévő lávató felszíne is egyre emelkedett és április 26-án kiöntött. A túlfolyt lávató anyaga a kráter kétharmadát borította be. Ugyancsak emelkedésnek indult a Pu‘u ‘Ō‘ō vékony lávakéreggel bevont lávató szintje is, ahol repedések is megjelentek. Mindezt egyre több földrengés kísérte. A földrengések aztán keleti irányba tolódtak el, követve a Keleti Rift vonalát. Nem volt kétséges a Kilauea alatt felnyomuló magma keleti irányba térült el és a felszín alatt nyomult tovább a Keleti Rift alatti repedésrendszert felnyitva. Az oldalirányú magma mozgással megfordult a felszínmozgás és mindkét területen felszíncsökkenés indult meg. A lávató szintje is alacsonyodott, ami a Pu‘u ‘Ō‘ō kráterben vulkáni hamuanyag feltódulásával járt. A vörös színű vulkáni hamu egyenletesen lepte be a környezetet elszínezve a friss lávafelszínt.
Balra a Halema‘uma‘u kráterben kiöntő lávató hőkamerás képe április 26-án (USGS HVO felvétel), jobbra a Pu‘u ‘Ō‘ō megemelkedett felszínű lávatava Bruce Omori április 25-i felvételén. Alul a területén térképe a Keleti Riftzónával és a kitörési központokkal. A két riftzóna találkozási pontján van a barnával jelzett Kilauea kaldera, amelyen belül található a körrel jelölt Halema‘uma‘u kráter. A jelenlegi kitörés helye a Lava Trees State Park közelében van.
Május 1-én és 2-án már nagyobb repedések jelentek meg a Pu‘u ‘Ō‘ō kráter peremén, amely mentén néhol kis mennyiségű friss láva is kijutott, máshol pedig fehér színű gőz és gáz tódult ki. A földrengések pedig tovább tolódtak kelet felé és már lakott területeken rengett a föld Puna térségében. Egyre nőtt az aggodalom a szakemberek körében is, hogy vajon mi lesz? Az nyilvánvaló, hogy nyomul a magma keleti irányban a felszín alatt, de vajon hol nyílik meg a földfelszín? Még a szigeten vagy már csak a óceáni fenéken és víz alatti kitörés lesz. Többen elővették az 1955-ös vulkánkitörés példáját, amikor hasonló esemény játszódott le és volt hasadékvulkáni kitörés a keleti Riftzóna mentén. A felszín alatti magma mozgásnak egyre több jele mutatkozik: utak repedtek meg, aztán május 3-án következett egy szokottnál nagyobb erejű földrengés! Egy közel 5 magnitúdójú fölmozgás pattant ki a Pu‘u ‘Ō‘ō kráter közelében, aminek nyomán ismét vörös hamufelhő tört fel a kráterből vélhetően a kőomlások következtében. Az idő kitisztultával megdöbbentő kép tárult elő: a korábban lávával színültig kitöltött kráter (lásd fenti kép) belseje üres mélyedésként tátongott!
Május 1-2: Balra a Halema‘uma‘u kráterben a lávató szintje több métert visszaesik (USGS HVO webkamera felvétel), jobbra a Pu‘u ‘Ō‘ō kráterben is hasonló esemény zajlik, amit vörös vulkáni hamuanyag kiáramlás kísér. A kitörési központ előterében repedések nyílnak fel, ahol gőz és gáz tódul ki (Bruce Omori felvétele). Az alsó ábrán a földrengések epicentrumai világosan mutatják a magma Keleti Riftzóna alá való oldalirányú mozgását (HVO ábra). A 4.4 M földrengés nagyságát később 5 magnitúdójúra módosították.
Május 3: A nagy földrengést követően vörös hamufelhő emelkedik a Pu‘u ‘Ō‘ō kráter fölé. A kráter ekkor már üresen tátongott (érdemes összehasonlítani a fenti, néhány nappal korábban készült képpel!), a benne lévő, részben megszilárdult lávató anyaga beszakadt (USGS HVO felvételek)
A viszonylag nagy erejű és a még Hiloban is érzékelhető földrengést követően nem sokkal újabb repedések nyíltak fel a földfelszínen, majd helyi idő szerint délután 5 órakor (itthoni idő szerint hajnal 5 órakor) az egyik hasadék mentén izzó lávacafatok törtek fel. megkezdődött a vulkáni működés, mégpedig házak közvetlen közelében (mindössze 70 méterre az egyik háztól)! Rövidesen láva ömlött a felszínre. A 150 méter hosszú hasadék utakat vágott át és nem messze volt a helyi geotermikus erőmű állomástól. Az erőművet rögtön leállították. A hatóság 1500 lakos azonnali hatályú kitelepítését rendelte el. A vulkáni működés mintegy 1,5 óráig tartott aztán estére elcsendesedett. A veszély azonban nem múlt el, a HVO szakemberei jelentősen megemelkedett kéndioxid gáz kiáramlást figyeltek meg a kitörés területén. A helyzet, a vulkáni működés további lefolyása azonban továbbra is rendkívül bizonytalan és bármikor újult erővel folytatódhat!
Május 3 délután helyi idő szerint: Hasadék nyílik fel Pahoa település közelében a Leilani estates lakott területén (USGS HVO felvétel)

Vulkánkitörés kezdődött a hawaii Pahoa közelében (HVO USGS fotók). Alul a terület térképe. A vulkáni működés a kitörési központoktól bő 15 kilométer távolságban lakott területen indult meg!
Az alábbiakban látható a területre kibocsátott veszélytérkép, ami a Keleti hasadékzóna (riftzóna) teljes hossza mentén jelzi a kiemelt veszélyt, ami a következőt jelent: lávafolyás, láva okozta erdőtűz, ehhez kapcsolódó füst (ez nem a vulkáni működéshez közvetlenül kapcsolódik!), metán gáz robbanások (a láva és a növényzet kölcsönhatása következtében), földrengések és vulkáni szmog. Nos, ez is Hawaii...
A térség vulkáni veszélytérképe

Frissítés (2018.05.04. 22:30)

A vulkánkitörés helyi idő szerint éjszaka is folytatódott! Több helyszínen is felrepedt a földfelszín és 30 méter magasra repültek az izzó lávafoszlányok. A HVO reggel kiadott friss térképe szerint három helyen is zajlik hasadékmenti vulkánkitörés! A kitörési helyszínek közelében igen magas kén-dioxid kiáramlást regisztráltak.
Éjszakai lávafüggöny és hajnali gázkiáramlás az úton keletkezett repedésekből (HVO felvételek)

Frissítés (2018.05.06. 11:20)

A vulkáni működés az elmúlt napokban egyre erősebbé vált, újabb és újabb hasadékok nyíltak meg (a USGS HVO szakemberei már 10 aktív hasadékot azonosítottak), amelyen keresztül izzó lávacafatok repülnek ki, olykor több tíz méter magas lávaszökőkutat formálva, a lávafolyamok pedig már több mint 1 kilométer távolságba kígyóznak. A vulkáni működés során utak vágódnak el, már 26 lakóház semmisült meg és több mint 1700 lakost kellett kitelepíteni. Szerencsére emberéletet nem követelt még a vulkáni működés, azonban az anyagi vesztesség jelentős.
"Paradise tax" - azaz meg kell fizetni a paradicsomi élet adóját... "If you’re going to live on a volcano, it’s about her (the Hawaiian Goddess Pele), not us … if she wants her land back, then get out of the way. I like to call it ‘paradise tax’." - mondta egy helyi lakos még 2014-ben, amikor a közeli Pahoa külső házait emésztette fel a több mint 20 kilométer távolságból érkező lávafolyam. Most helyben nyílt fel a föld és már 26 ház semmisült meg, amelyek viszonylag olcsó telkeken épülhettek. Ha Pele úgy gondolja, akkor bármikor visszaveheti a földjét, így vélekednek a helyiek, tudván azt, hogy veszélyes helyen települtek le. Az élet pedig megy tovább, akár a természet körforgása. Ehhez a hawaii Nagy-szigeten az ott élők alkalmazkodtak, de... azért ilyen más helyen is előfordulhat, ahol többen élnek, ahol nem ez az életfelfogás...
A helyzet a Leilani estates területén nem csak a lávafolyamok miatt kritikus, hanem a vulkáni gázok (elsősorban jelentős kéndioxid kiáramlás) okozta egészségre káros szmog kialakulása miatt is. A szakemberek szerint a vulkáni működés elhúzódhat, sőt megvan a veszélye annak is, hogy nagyobb terültre terjed ki. Mindeközben a Kilauea kaldera területén lévő Halema‘uma‘u lávató szintje tovább esett és most már 220 méterrel van a kráterperem alatt!!! Mindez egy hét alatt! Ennek magyarázata, hogy a felnyomuló magmatömeg a Keleti Riftzóna alá nyomul és ezzel nem jut olvadéktömeg a Halema‘uma‘u lávató alatti kürtőcsatornába. Az erős földrengések nem csak a magma nyomulását jelzik, hanem azt is, hogy a Kilauea vulkáni terület teljes blokkja mintegy fél métert csúszott az óceán felé, az elmozdulás mértéke 8-10 kilométer mélységben pedig a 2,5 métert is elérheti! Ennek oka, hogy a Mauna Loa oldalában kiépült vulkáni területen jelentős tömegű lávakőzet halmozódott fel, aminek súlyát nem képes az aljzat tartani, így az lassan csúszik lefelé.
A HVO május 6-i térképe a felnyílt aktív hasadékok helyeivel és az utat elvágó lávatömeg felvétele
Az egyik aktív, lávaszökőkutas hasadék és a kapcsolódó lávafolyam Bruce Omori felvételein
A Leilani estates tragédiája Marco Garcia megindító felvételein: nincs már hazaút és felajánlások Pele istennőnek, hogy kegyesen bánjon területével
Frissítés (2018.05.08. 21:20)

A vulkáni működés már 35 lakóházat pusztított el, utakat vágott el és 12 helyen repedt fel a föld. Jelen pillanatban viszonylagos csend honol a Leilani estates területén. A hasadékokból most nem repülnek ki izzó lávacafatok, nem ömlik a felszínre láva, azonban erős a vulkáni gáz kiáramlás. Az aktív hasadék terület hossza mintegy 4 kilométer. A vulkanológusok azonban figyelmeztetnek, hogy bármikor újabb hasadék nyílhat fel és folytatódhat a kitörés. 1955-ben 88 napon keresztül zajlott ugyanitt a vulkáni működés. A Kilauea csúcsi területén tovább folytatódik a felszínsüllyedés és a Halemaʻumaʻu kráterben a lávató szint csökkenése. A meredek kráterfal részleges omlása vulkáni hamu felhőt eredményez. A földrengések még mindig gyakran pattannak ki. Összességében a jelek arra utalnak, hogy további magma áramlik a Keleti Riftzóna területe alá.
A Leilani estates területén felnyíló hasadékok helyei a HVO hőtérképén és jelenleg az egyik legnagyobb veszélyt jelentő esemény: a felszínen kialakult repedésekből ömlik ki a kéndioxid gáz
Frissítés (2018.05.13. 09:50)

A vulkáni működés tovább zajlik, naponta nyílnak fel újabb hasadékok, amelyek egyre inkább északkelet felé haladnak, ami Kapoho térségére jelentenek veszélt. E területen utoljára 1960-ban volt egy intenzív lávafolyás, azóta egy új település, Vacationland Hawaii épült fel. A hétvégén a 16. és 17. hasadék nyílt fel viszonylag távol a korábbi hasadékoktól. A vulkáni működés intenzitás mindezzel együtt is még mindig viszonylag gyengének mondható. A hasadékokból általában néhány tíz méter távolságban jutnak el a lávafolyamok. Azonban mindegyikből folyamatosan ömlenek ki a vulkáni gázok, ami folyamatos veszélyt jelent a közelben lévőkre. A Kilauea csúcsi területén tovább folytatódik a felszínsüllyedés és a Halemaʻumaʻu kráterben a lávató szint csökkenése. A legfrissebb mérések szerint a lávató szintje már több mint 300 métert csökkent és egy meredek falú kráter maradt vissza. Időszakosan, a kráterfalról leszakadó kőzetdarabok lávatóba való hullása heves robbanásos kitörést okoz, az egyik legerősebb ilyen kitörés május 9-én történt, nem sokkal azután, hogy a Hawaiian Volcanoes Observatory munkatársai közleményt adtak ki, hogy robbanásos kitörések várhatóak. Ennél sokkal nagyobb potenciális veszélyt jelent az, ha a lávató szintje a talajvíz szint alá süllyed. Jelenleg a süllyedés sebessége kb. 2.2 méter óránként és már kevesebb, mint 100 méter hiányzik ehhez az állapothoz. Ebben az esetben fennáll az esélye egy olyan robbanásos kitörésnek, ami 1924-ben történt. Ekkor több tonnás kőzetdarabok repültek ki a kráter környezetében. Egy ilyen esemény teljesen váratlanul következhet be, ezért a térség a látogatók elől szigorúan le van zárva. Ugyancsak erőteljesen csökkent a lávató szintje a Pu‘u ‘Ō‘ō kráterben. A USGS szakemberei feltérképezték a Pu‘u ‘Ō‘ō krátert is, aminek lávatava április 30-án vonult vissza és 350 méter mély üres krátert hagyott vissza! Izgalmas napok következnek a Nagy-szigeten!
Közben számos újsághír jelent meg arról, hogy a Hawaii vulkáni működés beindíthatja az Egyesült Államok nyugati partvidékén lévő szunnyadó tűzhányókat is. Hangsúlyozni kell, hogy ennek semmi alapja nincs, a két terület vulkáni működése között semmi kapcsolat nincsen!
A 16. hasadék felnyílása és vulkáni gázok kiáramlása a Leilani estates területén felnyílt hasadékokból (Bruce Omori felvételei). Alul a legfrissebb térkép a kitörés helyszínéről(HVO)
A Halemaʻumaʻu kráter 3D rekonstrukciója a lávató visszahúzódása után, a lávaszint csökkenése és a május 9-i kráterfal omlás miatti erős robbanásos kitörés (forrás: HVO)

Az eseményeket követjük és beszámolunk az újdonságokról! A legfrissebb hírek, értékelések a Tűzhányó blog FB oldalán követhetők!

Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportnak két jelentős tanulmánya jelent meg, amelyekben a közös vonás, hogy régmúlt vulkánkitörések idejét határozták meg és ezek alapján vontak le következtetéseket. A Tűzhányó blog e tudományos munka (ezekben vezető szerepet játszott munkatársam, Lukács Réka és doktorandusz hallgatóm, Molnár Kata) hátterét tárja fel. Az elmúlt héten megjelent blog bejegyzésben először a kormeghatározási munka lényegi elemeit ismertettük, most az egyik tanulmány fő eredményeit mutatjuk be, majd folytatjuk később a másik tanulmánnyal!
Térségünk legfiatalabb tűzhányója a székelyföldi Csomád, amit már több mint egy évtizede kutatunk és aminek eredményeiről a Tűzhányó Blogban is már többször beszámoltunk. A kiindulási pontunk Szakács Sándor kolozsvári geológus-vulkanológus 2002-es konferencia előadása volt, amelyben azt vetette fel, hogy a vulkán még aktivizálódhat. „A kérdés nem annyira abszurd, mint amilyennek látszik” – jegyezte meg Szakács Sanyi. Amiről nem tudunk, nem feltétlenül biztos, hogy nem létezik, amit nem kutatunk, vagy nem merünk kutatni, nem feltétlenül biztos, hogy nem rejt fontos információt akár a társadalomnak is. Elkezdtük tehát a tudományos adatok, megfigyelések gyűjtését, hogy teszteljük Sanyi felvetését. Most pedig már körvonalazódik egy hosszan szunnyadó tűzhányó anatómiája, kórképe. Munkánkban több neves külföldi szakember is részt vesz, ebben különösen fontos a bukaresti Ioan Seghedi vulkanológussal való szoros együttműködés és sok hasznos tanáccsal látott el a helyi Jánosi Csaba is.
A vulkán utoljára 30-32 ezer éve tört ki, azonban számos új kutatási eredmény utal arra, hogy nem tekinthető inaktív tűzhányónak, alatta még lehet olvadéktartalmú magmás test és ezért a lehetőség megvan a további vulkáni kitörésre. Az utolsó kitörés óta eltelt bő 30 ezer év azonban sokaknak hosszú időnek tűnhet. Ha ilyen hosszú ideig nem tört ki egy tűzhányó, akkor az már biztos inaktív, gondolják többen is és ezt látszik igazolni az is, hogy minden nyugodtnak tűnik a térségben.
A Csomád vulkáni együttese fenséges képet nyújt észak felől, belsejében a Szent Anna-tó pedig szintén a szépséget, a nyugalmat tükrözi (Harangi Szabolcs és Fodor István felvételei)
A vulkánok azonban nem így működnek! Egy tűzhányó hajlamát arra, hogy újra kitörjön csak a felszíni megfigyelések alapján nem érthetjük meg. Kutatásaink nagy részt ezért arra irányulnak, hogy a tűzhányó alá nézve tárjuk fel működésének természetét. Tudományos eredményeink alapján egy új elnevezést javasoltunk a Csomádhoz hasonló, hosszan szunnyadó tűzhányókra: PAMS vulkán, azaz potenciálisan aktív magmatározóval rendelkező vulkán (volcano with Potentially Active Magma Storage). Mit takar valójában ez az elnevezés? A vulkanológusok azokat a tűzhányókat nevezik potenciálisan aktívnak, amelyek az elmúlt 10 ezer évben legalább egyszer kitörtek és várható újabb működésük. Sok olyan vulkán van azonban, amelyiknek nem volt kitörése az elmúlt 10 ezer évben és mégis, még a szakemberek sem zárják ki újabb működésüket. A legismertebb példa a Yellowstone, ami utoljára mintegy 70 ezer éve tört ki, a média azonban újra és újra felveti, hogy közeleg nagy kitörése! A PAMS vulkánok tehát azok, amelyek bár nem esnek a potenciálisan aktív tűzhányók kategóriájába és látszólag inaktívak, azonban vannak tudományos megfigyelések arra, hogy alattuk a földkéregben van még magma és ez az olvadéktartalmú magmás anyag megadja a lehetőségét annak, hogy a jövőben vulkáni működés történjék. Az elmúlt években a műholdas radarképek értékelése vezetett oda, hogy a bolíviai Uturuncu vulkán talán mégsem tekinthető inaktívnak annak ellenére, hogy utolsó kitörése mintegy 270 ezer éve volt! Joggal vetődik fel tehát a kérdés, hogy meddig szunnyadhatnak a vulkánok és vajon hosszú, több tíz- vagy százezer év nyugalom után is kitörhetnek?
Kutatócsoportunk új tanulmánya erre a kérdésre adott tudományos adatokkal alátámasztott választ. Molnár Kata doktori témája egy olyan kormeghatározási módszer, ami viszonylag új, különösen fiatal vulkáni kitörések idejének meghatározására. Ahogy az előző héten közreadott blogbejegyzésben írtuk, a geokronológiai vizsgálatokban valójában annak az idejét határozzuk meg, hogy mikor hűlt le a rendszer egy olyan hőmérséklet alá, amikor az izotópok már nem távoznak el az adott ásványból, azaz kialakul a zárt rendszer. Ez minden izotópra és ásványra más hőmérsékleten következik be. Az urán izotópok radioaktív bomlása során felszabaduló hélium 150-180 Celsius fok alatt marad meg a cirkon kristályban. A cirkon kristályokban lévő hélium és urán izotópok mérése alapján, a radioaktív bomlás, a hélium izotóp kilökődési hatása, valamint az izotópok kristályba való belépési viszonya alapján kiszámolhatjuk, hogy mikor történt ez a záródás, mikor történt ez a lehűlés. Ez pedig nem más, mint maga a vulkáni működés ideje, amikor a magma több mint 700 Celsius fokos hőmérsékletről a felszínre törve hirtelen 150 Celsius fok alá hűlt. Szerencsére a csomádi vulkáni kőzetekben bőségesen van cirkon kristály, így meghatározható a kitörési kor!
Ezekből a piciny kristályokból, melyek mérete akkor mint a hajszál vastagsága, határozható meg a vulkánkitörések kora. Jobbra a Bálványos, ami az új kutatási eredmény alapján 583 ezer éve keletkezett egy lassú lávakitüremkedés során (Molnár Kata és Harangi Szabolcs felvételei)
A Csomád vulkáni terület remek lehetőséget ad arra, hogy ne csak a vulkánkitörések idejét, hanem a kitörések közötti szunnyadási időszakok hosszát is meghatározzuk. A Csomád egy vulkáni mező tagja, egy hosszú ideje tartó vulkáni működés eddigi legutolsó epizódját adja. Kezdetben kisebb láva kitüremkedések történtek, a nehezen folyó dácitos magma nem tudott szétfolyni, hanem csak dagadt, dagadt kifelé és egy meredek oldalú kupacot hozott létre. Ezeket dagadókúpoknak nevezzük. A vulkánkitörések nem egy helyen, hanem elszórtan történtek, mint mezőn a vakondtúrások. Így keletkeztek a Bálványos, a Büdös-hegy, a Nagy-Hegyes és a Bába Laposa kúp alakú vulkáni hegyei. Számunkra ez szerencsés helyzetet adott, mert így minden kitörés képződményét megmintázhattuk és meghatározhattuk a vulkáni működések idejét. Korábban Szakács Sándor, Ioan Seghedi és Pécskay Zoltán végzett kormeghatározást több vulkáni kőzeten, ők egy másik geokronológiai módszert használtak, a kálium és argon izotópok mérése alapján arra következtettek, hogy ezek a lávadómok 500 ezer és 2 millió év közötti időszakban jöttek létre, maga a Csomád vulkáni komplexuma pedig mintegy 500 ezer éve kezdődött kialakulni. Új koradataink arra utalnak, hogy minden fiatalabb, mint azt korábban gondolták! A kálium és argon izotópokon alapuló rendszer esetében problémát jelenthetett az, hogy az ásványokba olyan argon is beépülhetett, ami nem radioaktív bomlásból származott, ezért jöttek ki idősebb korok.
A cirkon urán-hélium kormeghatározás esetében egy másik geokronológiai eszközt is használtunk. Az urán-ólom és urán-tórium izotóp mérésekkel a cirkon kristályok képződési idejét határoztuk meg. Ez utóbbiak segítségével megtudtuk, hogy mi az a kor, aminél a kitörési idő csak fiatalabb lehet. Ezt az időt végül a hélium és urán izotópok alapján számolt koradatok alapján pontosítottuk: így például megtudtuk, hogy a népszerű kirándulóhelynek számító Bálványos 583 ezer, a Büdös-hegy pedig 642 ezer éve keletkezett (30, ill. 40 ezer éves hibahatáron belül), a Csomád mellett emelkedő Nagy-Hegyes pedig 842 ezer éves kitörés emlékét őrzi. Rámutatunk arra is, hogy a Csomád körüli vulkáni lávadóm mező első kitörései nem több mint 1 millió éve voltak. Mindezt nem csak a koradatok, hanem a vulkáni kőzetek kémiai összetétele alapján is bizonyítani tudtuk. A vulkáni kitörések között pedig akár több mint 100 ezer év is eltelhetett! Maga a Csomád vulkáni komplexuma is úgy tűnik több, mint 100 ezer éves nyugalom után kezdett kialakulni. Az első kitörések 150-170 ezer éve voltak, majd tartottak kb. 100 ezer évvel ezelőttig. Akkor megint több tízezer éves szünet következhetett. A vulkáni működés aztán heves robbanásos kitörésekkel újult fel és ez az 57-32 ezer évvel ezelőtti időszak volt eddig az utolsó aktív vulkáni működési felvonás. Kérdés, hogy felgördül-e még újra a függöny, hogy legyen folytatás!
Balra a Nagy-Hegyes lávadómja, ami 842 ezer éve keletkezhetett, valahogy így, mint a karibi Soufriére Hills dagadókúpja (Harangi Szabolcs és Richard Roscoe felvételei)
A vulkáni kitörési korokból tehát összeállt a kép, mégpedig egy meglehetősen lustán működő vulkáni terület képe. Az aktív kitörési szakaszokat hosszú idő, nem egyszer több mint 100 ezer éves nyugalmi időszakaszok választották el egymástól! Más szóval, a vulkáni működés még több mint 100 ezer éves nyugalom után is felújult! Ez pedig tudományos adatokkal támasztja alá, hogy csak abból ítélni, hogy milyen hosszú ideje, például több tízezer éve nem működik egy vulkán, nem lehet, az nem jelenti azt, hogy a tűzhányó már inaktívvá vált! Ennyire részletes koradatokkal, jól elkülöníthető vulkánkitörések idejének meghatározásával még nem sok munka jelent meg a vulkánok szunnyadási időszakok hosszára, ezért új tudományos eredményünk nagy fontosságú ebben a témában. Ráirányítja a hosszan szunnyadó vulkánok kutatására figyelmet, hiszen ezek a tűzhányók különösen nagy potenciális veszélyt jelentenek a társadalomra, mivel olyan vulkánokról van szó, amelyek esetében nem sokan gondolnák, hogy kitörhetnek, így esetleges működésük felkészületlenül érheti a környező lakosságot. Márpedig ilyenre van példa a történelmi időkből: a globális kihatású és súlyos következményekkel járó Tambora 1815-ös kitörése legalább ezer, de nem kizárt, hogy több mint 4000 éves nyugalmi idő után történt. A mexikói El Chichon 1982-es kitörése előtt nem gondolták, hogy a fákkal sűrűn borított hegy még veszélyt jelenthet, aztán heves robbanásos kitörése több mint 3000 áldozatot szedett. A szumátrai Sinabungról sem gondolták 2010 előtt, hogy még kitörhet, nem is állt megfigyelés alatt, hiszen nem volt bizonyított kitörése az elmúlt 10 ezer évből (ez persze fakadhat abból is hogy nem történtek pontos kormeghatározási vizsgálatok a kőzetein). 2010-ben aztán váratlanul kitört, most pedig a Föld egyik legaktívabb és legveszélyesebb tűzhányója.
A székelyföldi Csomád kutatása hozzájárulhat ahhoz, hogy jobban megértsük, miért alszanak ilyen hosszan a tűzhányók és miért ébrednek fel hosszú "csipkerózsika álmukból", mi játszódik a mélyben, hogy elkövetkezzen ez a pillanat! Jelenleg nem utal semmi arra, hogy a Csomád közelgő kitörés előtt áll! Azonban ez a látszólagos nyugalom nem jelenti azt sem, hogy ez mindig így marad. A mélybeli magmakamra folyamatok megértésével kutatásaink segítik azt, hogy tudjuk milyen jelek várhatók egy esetleges kitörés előtt és bízzunk benne, hogy e jeleket majd műszerek is foghatják!
A Csomád vulkáni lávadóm mező kitörési kronológiája a szunnyadási időszakok hosszával kutatócsoportunk szabadon letölthető, új tudományos eredményei alapján

Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportnak két jelentős tanulmánya jelent meg, amelyben a közös vonás, hogy régmúlt vulkánkitörések idejét határozták meg és ezek alapján vontak le következtetéseket. A Tűzhányó blog e tudományos munka (ezekben vezető szerepet játszott munkatársam, Lukács Réka és doktorandusz hallgatóm, Molnár Kata) hátterét tárja fel, először ismertetve a kormeghatározási munka lényegi elemeit, majd a következő két blog bejegyzésben az új koradat eredményeken alapuló következtetéseket mutatjuk be.
Hogyan lehet meghatározni a földtörténeti múlt eseményeinek idejét? Izgalmas kérdés mindez és számtalan tudományterülethez ad nélkülözhetetlen adatokat. A kormeghatározás fizikai háttere a radioaktív bomlás folyamata, amit bő egy évszázada fedeztek fel. Nem sokkal a felfedezés után már megindult a földtudományi alkalmazása, urán tartalmú ásványok korát határozták meg, majd a figyelem gyorsan egy egyszerűnek kérdés megválaszolása felé fordult: milyen idős a Föld? Arthur Holmes könyve a Föld koráról forradalmi változást indított el (és kezdetben persze nem kevés felzúdulást, ellenállást, vitát váltott ki).
A rádium izotóp alfa-részecske kilökődésével járó radioaktív bomlása és a 238 tömegszámú U izotóp többlépcsős radioaktív bomlási sora, aminek végén 206 tömegszámú ólom izotóp képződik
A radioaktív bomlás elsősorban a nagy tömegszámú izotópok esetében lép fel, amikor egy elem neutronban viszonylag gazdag vagy szegény, ezért nem stabil izotópja (izotópnak nevezzük egy adott elem különböző neutronszámú, azaz tömegszámú atomjait) energia felszabadulás közben bomlik és ennek során egy másik elem izotópja keletkezik. A radioaktív bomlás időbeni lejátszódása egy állandó folyamat, a felezési idő megadja, hogy mennyi idő alatt bomlik le a kezdetben jelenlévő összes radiogén atommag fele. A különböző radioaktív folyamatok (adott bomló izotóp és keletkező izotóp rendszerére vonatkoztatva) felezési ideje nagy pontosággal meghatározható és ez adja alapját a kormeghatározásnak.
A kormeghatározás, azaz egy földtörténeti múltbeli esemény idejének meghatározása (ezt geokronológiának nevezik) során nem időt mérünk, hanem vizsgáljuk egy adott képződményben a radioaktívan bomló és a radioaktív bomlás során keletkező izotópok mennyiségét. A földtudományban olyan izotóp párokat használnak e célból, amelyek (1) felezési ideje nagy (jellemzően több százmillió év vagy ennél is nagyobb) , azaz nem bomlott le még az összes instabil izotóp; (2) mind a bomló, mind a keletkező izotóp mennyisége mérhető nagyságban van; (3) nagy pontossággal ismert a felezési idő. A különböző izotóp párok közül manapság a leggyakrabban az urán és tórium instabil izotópjait és a radioaktív bomlás során keletkező ólom izotópokat mérik, e mellett azonban még számos gyakran használt izotóprendszer van, mint például a Kálium és Argon izotóprendszer. Ha a felezési idő kicsi, akkor időben csak korlátozottan tudunk „visszalátni”, azaz csak egy meghatározott földtörténeti korig tudjuk meghatározni egy esemény bekövetkezésének idejét. Ilyen rendszer például a szénizotópos módszer, ahol a radioaktívan bomló izotóp a szén 14 tömegszámú atomja. A felezési idő ebben az esetben 5730 év, ami azt jelenti, hogy legfeljebb 50 ezer évvel ezelőtti esemény korát tudjuk meghatározni. Ugyanakkor, ez a kormeghatározás pontos adatot ad a „közelmúlt” eseményeinek idejéről, amikor a nagy felezési idejű izotóprendszerek nem alkalmazhatók, mert még nem telt el annyi idő, hogy mérhető mennyiségű származék izotóp keletkezzen a lassú folyamat során. A szénizotópos kormeghatározáshoz azonban kell a szén, azaz szerves anyag. Vulkáni működések korát vagy a vulkáni képződménybe zárt, a magas hőmérséklet miatt elszenesedett növénymaradványokon határozzák meg vagy a vulkáni képződmény alatt lévő talajban található szerves anyagot használják fel erre. Térségünk legutolsó vulkánkitöréseinek idejét szénizotópos módszerrel határoztuk meg. Elsőként a japán Moriya és kutatótársai közöltek pontos szénizotópos kor adatokat, majd Harangi Szabolcs Molnár Mihállyal és kutatótársaikkal együttműködve határozták meg a legfiatalabb kitörés korát a székelyföldi Csomád vulkáni képződményében talált szenesedett famaradványok elemzése során. Innen tudjuk, hogy az utolsó vulkáni működés a jelenlegi koradatok alapján 31230 és 32700 éve volt.
A székelyföldi Csomád eddig ismert legfiatalabb vulkáni képződménye, amelyben szenesedett famaradványok találhatók. Ezek szénizotópos vizsgálata segített meghatározni a vulkáni működés korát
Az 50 ezer évnél régebben történt vulkánkitörések esetében manapság a legelterjedtebben használt geokronológiai módszer a cirkon kristályokon végzett kormeghatározás. Miért pont a cirkon, ami egy cirkónium-szilikát ásvány és első pillantásra nem látunk benne radioaktívan bomló izotópot? Az ásványok kristályrácsába a fő alkotókon kívül, elemhelyettesítéssel beépülhetnek nyomnyi mennyiségben idegen elemek is, ha azok ionjainak mérete és töltése közel van a fő komponenséhez. A cirkon ásványban így a cirkóniumot helyettesíteni tudja a hafnium, továbbá az urán és tórium is. Az uránnak két radioaktívan bomló, instabil izotópja van, a 238 és 235 tömegszámú izotópok, míg a tórium izotópjai közül a 232 tömegszámú atom stabilizálódik radioaktív bomlással. Érdekes módon mindhárom esetben a származék izotóp az ólom valamelyik tömegszámú atomja, a 206, a 207, illetve a 208 tömegszámú izotóp. A radioaktív bomlás ezekben az esetekben nem egy egyszerű folyamat, hanem több lépcsőben megy végbe és közben hélium (He) atommagok szabadulnak fel (ezt alfa-sugárzásnak nevezzük). A He atom 4 tömegszámú, azaz a teljes radioaktív bomlási folyamat során: 8, 7, illetve 6 He atom szabadul fel.
Ezek a nagyon leegyszerűsített fizikai alapok, azonban hogyan lesz ebből egy régmúlt esemény idejének meghatározása? Mit kell a geokronológusnak tenni? A cirkon egy ideális ásvány, mivel van benne mérhető mennyiségű urán, így idő elteltével a radioaktív bomlás során egyre több ólom izotóp (és He izotóp) keletkezik. A modern analitikai műszerekkel már kis mennyiségben is nagy pontosággal mérhetők az izotópok mennyisége vagy izotóparányok értéke. Sőt, most már ott tartunk, hogy lézersugár vagy ionsugár alkalmazásával már nagyon kis mennyiségű anyagból is lehet izotóp meghatározást végezni. Ez pedig egy óriási előrelépés! A cirkon kristályok önmagukban is picinyek, méretük az emberi hajszál átmérőjéhez hasonló: általában 100-300 mikrométer (azaz 0,01-0,03 milliméter). A műszeres technika ma már lehetővé teszi, hogy e piciny ásványokat lézeres vagy ionsugaras nyalábbal gerjesszük, ezzel egy akár egy 30-40 mikrométer átmérőjű területről is tudunk elegendő anyagot a tömegspektrométerbe juttatni, ahol az izotópok mérése történik. Ez azt jelenti, hogy akár megtudjuk mérni az ásvány középső és szélső részének is az izotóparányait, azaz megtudjuk határozni a keletkezés korát. A kérdés azonban még mindig az, hogy miképpen jutunk az izotópok mennyiségéből az időhöz?
Az első lépést az jelenti, hogy egyáltalán össze kell gyűjteni e piciny kristályokat! A kőzeteket ehhez „porrá” kell törnünk és a 100-300 mikrométer nagyságú szemcsék közül ki kell nyernünk a cirkon kristályokat. Ehhez megint jellemző fizikai tulajdonságokat kell segítségül hívni. A cirkon kristály sűrűsége viszonylag nagy, nagyobb, mint általában a kőzeteket alkotó ásványoké. A módszer lényeget tehát, hogy sűrűség szerint választjuk el az apró szemcséket és a legnagyobb sűrűségű szemcsék közé várjuk a cirkon ásványokat. Ez már egy nagy odafigyelést igénylő, több lépcsős, aprólékos munka, ami egyáltalán megalapozza azt, hogy méréseket végezzünk. A vulkáni képződményből kinyert cirkon kristályokon történik az izotópmérés. Azonban mielőtt drága műszerek drága mérési idejét használjuk, pontosan meg kell határozni, hogy mit szeretnénk tudni, egyáltalán minek az idejét szeretnénk meghatározni? Itt pedig nem kerülhetjük meg, hogy ismét ne kanyarodjunk vissza a fizikai alapokhoz!
A cirkon geokronológia háttere
Ahhoz, hogy izotópok mennyiségéből, az adott izotóprendszerre jellemző felezési idő figyelembe vételével meg tudjuk határozni a jókeletkezési időt, fontos feltétel, hogy a keletkezés után az izotópok a kristályba maradjanak, azaz zárt maradjon a rendszer (azaz csak annyi származék izotóp legyen, ami a radioaktív bomlás során keletkezett és annyi instabil izotóp, ami a radioaktív bomlás után visszamaradt). Ez az állapot különböző izotópok, különböző ásványok esetében más és más hőmérséklet elérése után áll be. Ezt a hőmérsékletet záródási hőmérsékletnek nevezzük. Ez pedig egy kulcspont a geokronológiában: a kormeghatározás során azt az időt határozzuk meg, amikor a kristály a záródási hőmérséklet alá hűlt (e hőmérséklet felett ugyanis az izotópok még nem kötődnek meg a kristályban, onnan eltávozhatnak, így mérésükkel nem tudjuk pontosan megmondani, mennyi keletkezett radioaktív bomlással).
Az ásványok keletkezése magmás folyamat során a kőzetolvadékból való kristályosodással történik. A cirkon kristály akkor válik ki, ha a kőzetolvadékban a cirkónium mennyisége már olyan értéket ér el, hogy az olvadék „túltelítetté” válik ebben az elemben. Ez általában 800 Celsius fok alatt történik. A cirkon kristályban kb. 900 Celsius fok alatt már nem távoznak el az U és Pb izotópok, azaz a kristályosodás a záródási hőmérséklet alatt történik. Remek! Ez tehát azt jelenti, hogy a geokronológiai vizsgálattal a cirkon kristályosodás idejét határozhatjuk meg. Nem ez a helyzet a He izotóppal, ami csak 180 Celsius fok alatt marad benn a kristályban. A magmakamrában lévő cirkonból kristályosodása után tehát folyamatosan távozik a radioaktív bomlás során keletkező He. Ahogy azonban vulkánkitörés indul, a 700 Celsius feletti hőmérsékletű magma a felszínre jutva gyorsan lehűl 180 Celsius fok alá. Ekkor tehát záródik már a He is! Amennyiben tehát mérjük a cirkon kristályban lévő He izotópot és az Urán (U) izotópokat, akkor ki tudjuk számolni, hogy a vulkánkitörés óta mennyi idő telt el.
A cirkon kristályok geokronológiai vizsgálata különböző módszerekkel és adott izotóprendszerek különböző ásványokra vonatkoztatott záródási hőmérséklete - a geokronológiában e hőmérséklet alá való hűlés idejét határozzuk meg.
Kiszámolni, kiszámolni… akkor hogyan is határozzuk meg végül az időt? Az elkülönített cirkon kristályokat műgyantába tesszük és addig polírozzuk, amíg feltárul belsejük. Ha egy elektron-mikroszonda műszerrel elektronsugarat bocsátunk rá, akkor láthatjuk is belső felépítésüket: úgy néznek ki, mint az elvágott fák belseje, az „évgyűrűk” ebben az esetben az eltérő környezetben képződött kristálynövekedést jelentik. Az eltérő környezet (hőmérséklet, magma összetétel stb) különböző kémiai összetételű zónákat hoz létre a kristályon belül. A kormeghatározáshoz szükséges izotópok mennyiségét lézer-ablációs ICP-tömegspektrométerrel (ICP=indukciósan csatolt plazma) vagy ionszondával (ekkor oxigén ionsugárral gerjesztjük a mintát, a gerjesztett izotópok itt is tömegspektrométerbe jutnak) mérhetjük. A mérés során ólom és urán izotópok arányát kapjuk meg. A kapott adatok értékelése aztán még egy hosszú folyamat: ismernünk kell a műszer fizikai és kémiai működését, az eredményeket ismert izotópösszetételű mintákkal (sztenderdek) kell összevetnünk, meg kell vizsgálnunk, hogy a kapott adatok alapján valóban fennállhatott a zárt rendszer, stb. A izotóparányokból a felezési idő segítségével, a radioaktív folyamat matematikai egyenletét felhasználva számíthatjuk ki végül a kort, amikor a kristály keletkezett. Így kapunk egy adatsort, mondjuk egy mintából 20-50 egyedi cirkon kristályból mérési eredményeket, különböző korokat. A hélium mérés esetében egy teljes cirkon kristály hélium-izotóp tartalmát mérjük, majd egy másik műszerrel mérjük meg az urán és tórium koncentrációját. A kapott adatokat felhasználva következik a számolás, hogy ez, a radioaktív bomlási folyamat során mennyi idő alatt állhatott elő. Ez egyszerűen hangzik, de mindkét mérés után még hosszadalmas számolások következnek, míg végül eljutunk az áhított eredményhez, egy korhoz, amit szakmailag értelmeznünk kell. A geokronológia tehát nem csak egy egyszerű időt meghatározó, adatközlő tevékenység, hanem egyre inkább egy önálló tudomány, ahol a mérésnek és az azt követő számolásoknak mind nagy szerepe van. Ez elengedhetetlen, hogy a geokronológus által értelmezett kort, aztán be lehessen helyezni egy valamikori történet rekonstruálásába.
A Csomád legfiatalabb képződményén végzett különböző kormeghatározási eszközök adatai eltérő következtetéshez vezetnek: a magmatározó élettartamára és a kitörés korára
Összefoglalóan: az U és Pb izotópok mérésével a cirkon kristályok keletkezési idejét, az U és He izotópok mérésével a vulkánkitörés idejét határozhatjuk meg! Persze, adódhat a kérdés: miért ez nem ugyanaz, időben ez nem közeli folyamatok? Nos, az elmúlt évtized kutatási eredményei világosan rámutatnak: nem, ráadásul ez a két időpont fontos új információt ad! Különböző vulkáni rendszerek esetében ugyanis azt találjuk, hogy a cirkon kristályok keletkezési ideje meglehetősen eltér egymástól, mondhatjuk azt is, hogy szinte mindegyik cirkon kristály máskor keletkezett. Ha ezek időtartamát elemezzük, akkor nem másra következtethetünk, hogy meddig van olyan állapotban a földkéregben, hogy cirkon kristályok válhassanak ki, azaz meddig van olyan állapot, hogy olvadék van jelen a földkéregben, amiben kristályosodás történhet, egyszerűen kifejezve: milyen hosszan áll fenn a magmakamra? Az eredmény pedig első pillanatra meghökkentő: hosszú ez az idő, akár több tíz-, sőt több százezer év a vulkánkitörés előtt! Ezek a geokronológiai vizsgálatok tehát felfedték, hogy a vulkánok alatti magmakamra hosszasan aktív lehet, akkor is, amikor éppen nem működik a tűzhányó, akkor is történhet benne kristályosodás. Vulkánkitörés akkor történik, ha a magmatározóban lévő magma fizikailag kitörésre képes, azaz fizikailag felszínre tud nyomulni, áttörve a felette lévő több kilométer vastag kőzettestet. A Csomád esetében például kimutattuk, hogy az utolsó vulkánkitörés előtt legalább 300 ezer évig létezett az a magmatározó, amiből végül a magma elindult a felszín felé és vulkánkitörést okozott. Ez azonban csak egy kis része a magmatározóban lévő magmának. Még mindig van jócskán, amiből adott esetben egy újabb magmacsomag nyomulhat felfelé és okozhat vulkánkitörést. Amíg a földkéregben van olvadéktartalmú magma, addig ez a lehetőség fennáll! De ez már egy következő történet, ami elvezet a két kutatási eredményhez. Erről szólnak majd a következő blog bejegyzések!

Today, 68 year ago (18th December 1949), David Alexander Johnston was born in Chicago, USA. He worked as a volcanologist for the USGS and was an enthusiastic, talented scientist, who dedicated his life to help protect people from volcanic eruptions. I wrote a memory of him in my Hungarian Tűzhányó (=Volcano) blog 3 years ago and promised to translate this post in English. Here you go in this special date!

English translation of the original blog post written in Hungarian in 19th May, 2014

It is not easy to write something on the 34th anniversary of the tragic eruption of Mt. St. Helens. Personally, this volcanic eruption gave me a specific, decisive experience. This is not only because of the volcanic eruption itself, but also because of the human story what is behind the volcanic event. The eruption provided a vividly descriptive example how such volcanoes can work, involving the complex, but very nicely reconstructed pre-eruptive magma chamber processes as well as the complexity of the volcanic eruptions and all of these yield important messages to volcanologists. But there are also many people around this story. Volcanologists, who forecasted that this long-dormant volcano could awaken soon; volcanologists, who worked hard in early 1980 to understand better what was going on in the volcano and tried to save people’s life. Chain of events, specific moments, quick decisions, what affected and changed the life of many people…
This was what David A. Johnston could see in the morning of 18th May 1980: “This is it!. Photo (left): Gary Rosenquist
It is pretty hard to forecast volcanic eruptions and I had to tell that it is simply impossible! This means that nobody could precisely tell which volcano, when it will erupt and how this event will occur. All three questions should be answered accurately to perform effective risk management. However, this does not mean that we have no chance to save people, this does not mean that volcanologists are bad scientists, this does not mean that volcanology is not able to understand volcanoes. Eruption forecasting improved significantly in the last decades, volcanologists work very hard and their decisions could save life of 10’s of thousands of people worldwide during volcanic crisis. Mt. St. Helens was one of the most attractive volcanoes of the Cascades in western U.S. It was dormant since 1857 and this was a long time for people around it to think that this is not a dangerous volcano and they enjoyed the beauty what she gave. However, a few volcanologists were in another opinion. Dwight Crandell and Donald Mullineaux published a report in 1978, where they argued that Mt St Helens was a potentially dangerous volcano and could erupt soon, likely before the end of the century…
The volcano started to awaken on 15th March 1980, ca. 2 months before the catastrophic eruption. The USGS volcanologists were sure that these preliminary signs meant that the eruption would occur well before the end of the century. But, it was not easy to communicate the potential danger to the public and to the decision-makers. People considered the volcano as a tourist attraction and they did not think that anything bad could happen. In addition, this was also the place what gave work for many people since decades. They had no experiences; they did not know how volcanoes work, they did not know the danger what was related to volcanoes. Finally, volcanologists were able to convince the decision-makers to close the surrounding of the volcano and create a red zone, where nobody could enter. That was an important step ahead…
David A. Johnston is sitting at the Coldwater II. observation point and describes every events occurred in the volcano. Photo: Harry Glicken
Don Swanson, a young volcanologist was working on the Mt St Helens since 1972. He measured deformation changes and was involved in the scientific team, which was monitoring the volcano day and night from the beginning of March 1980. On 17th April, a bulge was discovered on the northern flank of Mt St Helens and later it inflated in an average of 1.5 meter/day. This was something new, what was hard to understand at that time and David A. Johnston was one of the scientists who believed that this could result in a lateral blast, a kind of rare eruption mechanism what had occurred before at Bezymianny, a volcano in Kamchatka, in 1956. There was an observation point at Coldwater II, where Harry Glicken, a young graduate student was manning. He was describing every changes of the volcano for more than 2 weeks, but he had an appointment with Richard V. Fisher, a volcanologist professor at the University of California on 16th May. Don Swanson was scheduled to replace him, but it turned out that he had to meet a German graduate student (Gerhard Wörner, who became later a famous volcanologist, petrologist working at the University of Göttingen, Germany) on 17th May. Thus, he asked David A. Johnston to replace him in that evening and promised him that he would be at the observation point in the next morning. Dave told Swanson that “the weather is pretty nice, the volcano is calm and I will be sitting at the observation point and ready for further gas measurements”.
Dave Johnston, who conducted gas measurements even in the crater before, sat the observation point in the evening of 17th May. He was a volcanologist, who felt that in order to protect people, he had to take even risks to understand better what is going on in a volcano. He knew that there is a potential for a lateral blast at Mt St Helens, but he sat in front of the bulge in ca. 10 km distance and collected data about the volcano. Carolyn Driedger was with him late that evening and she planned to camp another ridge overlooking the volcano, but Dave told her to go home, he would stay alone overnight. He had to collect more observations even though he knew that the volcano could erupt any time and if it occurs then there will be no way to escape. Face to face with the volcano, with the bulge… Nobody could see a lateral blast eruption, nobody had an experience about it, but Dave knew that it would be devastating. There was a major responsibility fall on the shoulder of the volcanologists. The volcano was calm already for days and many people argued that there was no danger and they wanted to be back into the red zone. There was a very nice weather on early May 18, some people started to move to the volcano to enjoy the beauty and rest in this particular place of the Earth.
In the early morning of 18th May, Dave sent some data to the base operation. Don Swanson was just about leaving to replace him. He had a quick look at the seismograph and noticed that a sign of big earthquake appeared. He run to the phone to call Dave. He could still hear Dave’s last words: "Vancouver! Vancouver! This is it!”… and then, silence… What was the meaning of these last words? It was not a shout like ‘Hey, I will be killed…’! It was rather an excited short notice that it happened what he assumed… the lateral blast! “This is it…” – It is there, the superheated mixture of gas and ash, which will sweep him away in seconds… He did what he had to do. He collected data, he interpreted the observations and warn people that this volcano could be highly dangerous. He was there until the very late time… It could happen that Harry Glicken or Don Swanson or Carolyn Driedger sat the observation point. But, Dave was there, it was his fate… I think that they are real heroes. They work hard to understand how volcanoes work, they want to know what signs could precede volcanic eruptions and they even take risks to protect people from natural disasters although they know the best how dangerous it is. But this is his/her life to do this… Dave knew what could happen, but he sat the observation point – 10 km distance from the bulge! He knew that Harry and Don had important meetings and knew that it was not a good thing to be too many in that dangerous place. This video is dedicated in his memory:
In memory of David A. Johnston
I could meet three persons from this story and these meetings particularly influenced me. I could meet Don Swanson in Hawaii, where he was working as a chief of the volcano observatory. He has an enormous knowledge on volcanoes, a friendly, helpful person with delicate humour. I met Carolyn Driedger in Tenerife and we talked a lot about the importance of outreach activities. She realized how important it is after the eruption of Mt St Helens. People should know more about volcanoes and this is a key-point in risk management. It was my great pleasure to take part in the workshop what she organized in the Cities on Volcanoes conference and I could present our outreach activities as well as my idea and plan about a volcano park in Hungary. Finally, I could talk a lot with Gerhard Wörner in the Eifel who told me his memories what happened there, how he was involved in this story as a graduate student from Germany. I had a luck that I could meet them and I am very sorry that I could not meet Dave…
Today, in the 34th anniversary of the Mt St Helens, I would like to emphasize the work of the volcanologists. Many of them dedicate their life to understand better the nature of volcanoes and for this, they take even the risks. However, they undertake it, because they have to provide forecast as accurate as possible and during a volcanic crisis, they have to issue prompt decision to prevent people. These decisions should be based on solid scientific experiences, interpretation of analytical data and observations. Dave was enthusiastic to collect data even in the crater of the Mt St Helens and sat in front of the bulging slope of the volcano, although he knew very well how dangerous it is. In addition, they have to deliver their knowledge to the people; society should know more about nature, more about volcanoes! Nobody knows when the next big eruption will occur but the firing-tape is burning somewhere and society needs people, like Dave was...

Tegnap, helyi idő szerint délelőtt fél 11-kor robbanásos kitörés indult a vulkánon. A szeizmogramokon (földrengéseket jelző ábrán) nem sok változás látszott, ami arra utalt, hogy a kitörés freatikus jellegű volt, azaz azt a felszínalatti vizek túlhevítése, hirtelen gőzzé válása okozta. Ilyenkor a magma nem jut a felszínre, a robbanás a felszín alatti kőzeteket veti szét és ezek piciny, szétrobbant darabjai kerülnek ki a vulkánból. Ez már a második ilyen kitörés, korábban e héten kedden volt egy rövid időtartamú, hasonló jellegű vulkáni működés. A forgatókönyv azonban most másképpen íródott! A vulkáni hamukibocsátás nem lankadt, sőt estére a kitörési felhőt már vöröses szín festette meg. Ez arra utalt, hogy a magma már felszín közelébe emelkedett. Ez a szeizmogramokon kis amplitúdójú, folyamatos földremegést jelző rajzolatban nyilvánult meg, ami helyi idő szerint délután 4 órától volt követhető.

Az első kép (balra) a kitörés megindulásáról, ami kezdetben freatikus jellegű volt, majd estétől vöröses fény jelent meg, ami utalt arra, hogy felszín közelébe ért a magma (Forrás: Agung webkamera)

A vulkáni működés ma reggel is folyamatos volt, a kitörési felhő több mint 6 km tengerszint feletti magasságba emelkedett és délkelet felé sodródott. A repülési riasztási szintet a legmagasabb fokozatra, vörösre emelték. Bali repterén néhány repülőgép járatot törölni kellett. Vulkáni hamuesőt jelentettek a környező településeken, a lakosság körében szájmaszkok kiosztását kezdték meg. A korábbi, több mint 140 ezer kitelepített lakosságból 25 ezren még mindig ideiglenes sátrakban laknak, a vulkán 7,5 km körzetében továbbra is tilos belépni.
A vulkáni kitörés vasárnap hajnalban (fotók: Arta Tanaya Dewa Gede és Antho Backpack)

A hatóságok hangsúlyozták, hogy a vulkáni működés ellenére a turisztikailag népszerű (tavaly több mint 5 millióan érkeztek a szigetre) Bali továbbra is biztonságos. A több mint egy hónapja tartó földrengés sorozat és a kapcsolódó vulkáni veszély miatt már sokan mondták le útjukat, ami több mint 110 millió dollár bevétel kiesést okozott a helyi turizmusnak. Az Agung vulkán a helyi hinduk szent hegye, ahol a hitvilágnak megfelelően minden 100 évben megtisztulási szertartást kell tartani. Ezt a hegy közelében lévő Besakih templomban tartják. Ez történt 1963 februárjában is, amikor a vulkán mozgolódni kezdett. A hindu papok ezt rossz jelnek tekintették és ezért el szerették volna halasztani a szertartást. Az akkori elnök azonban ehhez nem járult hozzá. A bekövetkező heves vulkáni működést aztán a helyiek az istenek figyelmeztető haragjának tekintették, amiért a szertartást nem tartották meg megfelelően. A Besakih templomot azonban elkerülte a rombolás. A megtisztulási szertartást végül 1969-ben tartották meg, remélve hogy legalább 100 évig nem történik különösebb baj. Az Agung nem túl gyakran működő tűzhányó, azonban nem várta ki az egy évszázadot!
Az Agung kitörése nyomán a vulkán körzetében mindent friss vulkáni hamu borít, azonban az életnek mennie kell tovább!... Kérdés, milyen irányba megy a vulkáni működés? (fotók: Arta Tanaya Dewa Gede és Nurcholis Anhari Lubis

A vulkán közelében néhány hete volt ismét hindu ünnepi megmozdulás, a hindu papok a tűzhányó kráterének peremére is felmentek, hogy békére intsék a hegy szellemeit. A történet azonban ismét másképp alakult. A hosszú, több mint egy hónapos földrengés sorozat után a vulkán kitört! De vajon most mi várható? 1963-ban a vulkáni működés következtében több mint 2000-en haltak meg. Most sokkal többen laknak a tűzhányó közelében, azonban a vulkáni veszély kezelés is sokat fejlődött az elmúlt évtizedekben. A legutóbbi bejegyzésben pszichológiai krízisről írtam. A bali vulkanológusok és a helyi hatóságok együttműködve eddig példaértékűen kezelték a helyzetet. Most azonban újabb fejezet kezdődik. Eddig a felszínen nyugodtnak tűnő hegy melletti várakozás jelentette a fő gondot, most a vulkáni működés kimenetele. 1963-ban az erős hamuhullás mellett az időszakosan lezúduló, több kilométer távolságba eljutó, mindent elsöprő piroklaszt-árak jelentették a fő veszélyt, amik most is bekövetkezhetnek. A helyi veszélyhelyzet mellett azonban nem kizárt, hogy globális kihatása is lesz a kitörésnek amennyiben nagy mennyiségű, kéngazdag magma tör fel és a kitörési felhő a magas légrétegekbe, a sztratoszférába is bejut. Ekkor előfordulhat, hogy a vulkáni működés az éghajlatra is kihat és csökkentheti globálisan a hőmérsékletet. Természetesen ezek egyelőre csak lehetőségek, és még sok a kérdőjel a vulkáni működés későbbi kimenetelét illetően. Azonban az Agung eddigi vulkáni története arra utal, hogy ezekre az eshetőségekre is fel kell készülni!

A vulkáni működés kimenetét folyamatosan figyeljük, fejleményekről tudósítunk!

Frissítés (2017.11.26. 19:26)

A vulkáni kitörés továbbra is zajlik, sőt a szeizmogram alapján az mondható, hogy erősödött is estére! A helyi szakemberek megerősítették, hogy most már magma is a felszínre jut. A vulkáni hamufelhő kelet felé sodródik és e miatt vasárnap estétől hétfő hajnalig le kellett zárni a szomszédos sziget, Lombok repterét!
Az Agung vulkáni hamufelhője kelet felé sodródik, ami miatt Lombok sziget repterét is le kellett zárni (fotó: Karen Lavelle és VAAC vulkáni hamu eloszlás


Frissítés (2017.11.27. 08:19)

Rövid friss összefoglaló: A vulkáni kitörés fluktuálva, azaz hol erősebben, hol gyengébb intenzitással, de tovább zajlik. Az erős esőzés következtében iszapárak (laharok) rohannak le a hegy déli oldalán, amik mindent elsöprő, romboló erejük miatt különösen nagy veszélyt jelentenek. A helyi hatóságok ismét a legmagasabb, 4-es fokozatra emelték a készültségi fokozatot, ami azt jelenti, hogy a vulkán 10-12 km-es körzetéből a lakosoknak el kell hagyniuk a területet. A reptereken több járatot töröltek.
Erősödő kitörési intenzitás és laharok jelentik a veszélyt az Agung 10-12 km körzetében



Frissítés (2017.11.28. 22:16)

A vulkáni működés tovább zajlik! A robbanásos kitörés intenzitása helyi idő szerint tegnap kora délután erősödött is, amit nagy amplitúdójú földremegés kísért. Most már egyértelműen friss magma is felszínre is tör, amit a kitörési felhőbe kerülő kén-dioxid gáz mennyiség is tükröz. A kitörési felhő kelet-délkelet irányba sodródott, ami miatt Lombok szigetén lévő repteret is le kellett zárni, majd Bali nemzetközi repterén is leálltak a repülők. Az helyi hatóságok legmagasabb készültségi fokozatot rendelték el, ami azt jelenti, hogy a tűzhányó ca. 10 kilométeres körzetébe tilos bemenni. A kitelepítettek száma közel 40 ezerre emelkedett, akiket 225 helyen helyeztek el. A lakosság körében szájmaszkot osztanak. A vulkáni hamuszemcsék éles, milliméternél kisebb üveges szilánkok, amik veszélyt jelentenek belélegzés esetén! Jelenleg a másik veszélyt az esős idő miatt kialakuló iszapárak (laharok) jelentik. Ezek nagy sebességgel rohannak le és a vulkáni törmelékanyag mellett méretes kőzettömböket is képesek megmozgatni. Emiatt mindent elsodornak!
Mi várható ezek után? A szakemberek a múlt kitöréseire támaszkodhatnak, azonban a természet, így a vulkánok is ritkán ismétlik pontosan magukat. 1963-ban a freatikus kitörések után lávaömlések történtek és a kitörés megindulása után jó egy hónappal következett be a legnagyobb robbanásos vulkánkitörés, ami Indonéziában a 20. század legnagyobbika volt, sőt kis mértékben a globális éghajlatra is kihatott. A lehetőség erre most is megvan, azonban az sem állítható, hogy ez biztosan bekövetkezik. Mindenesetre a helyi hatóságok figyelmeztetnek arra, hogy a kitörés erőssége növekedhet és erre a környék lakosságának fel kell készülni, ezt nem lehet félvállról kezelni. Komoly dolog ez, mint ahogy azt is fontos hangsúlyozni, hogy ez nem jelenti azt, hogy Bali szigetére nem lehet elutazni! Azonban úgy, ahogy a kiszámíthatatlan időjárásara is fel kell készülni egy utazás során, így most a vulkáni működés esetleges hatására is gondolni kell! NEM szabad a vulkán közvetlen közelébe (10-15 km-es távolságába) menni! Másrészt előfordulhat vulkáni hamueső, ami ellen szájmaszkkal lehet védekezni. Ha bárki Bali szigetére készül, érdemes a csomagba betenni! Ugyanakkor, lehet készülni Bali szigetére - természetesen mindezek tudatában!
A további fejleményekről folyamatos tájékoztatást nyújtunk!


Mai pillanatkép a vulkáni működésről, a vulkáni veszéyltérkép és amire fel kell készülni ilyen esetben!


Frissítés (2017.11.29. 11:00)

A vulkáni működés tovább zajlik! Bali nemzetközi repterét újra megnyitották, mivel a szél más irányba sodorja a vulkáni hamufelhőt. A VAAC előrejelzések szerint viszont holnap Lombok reptere lehet veszélyben. Jelenleg ömlik az eső, ami megnöveli az iszapárak (laharok) lezúdulásának veszélyét. A látási viszonyok nagyon rosszak, a szeizmogram szerint viszont a vulkáni működés olykor jelentősen erősödik, mint ahogy a jelen pillanatban is eddig még nem tapasztalt erős földremegés (tremor) indult be! Az ilyen földrengés jelek magma feláramlását jelzik. A további fejleményekről folyamatos tájékoztatást nyújtunk!

Balra Johan Harmide hosszú expozíciós idejű, tegnap esti felvétele az Agung kitöréséről, jobbra pedig az éppen aktuális szeizmogram kép, ami egy nagyon erős földremegést (tremor) mutat!


Frissítés (2017.11.30. 16:00)

A vulkáni kitörés ma hajnalra abbamaradt, a mai napon - szerencsére tiszta időben - csupán erős gáz kiáramlást lehetett megfigyelni. Vége? - sóhajtanak fel sokan. Nos, nem lehet ezt biztosan megmondani! A vulkáni működés természetébe bőbven beleférnek szünetek, akár több naposak is, hogy aztán akár még nagyobb erővel folytatódjon a vulkáni működés! Ugyanakkor az sem kizárt, hogy nem lesz folytatás. Most úgy tűnik időlegesen (?) megszűnt az magma utánpótlás vagy a magmát felfelé elindító ok, azonban ismét kialakulhat az a helyzet, ami miatt a magma képes lesz újra felszínre nyomulni. Most azonban már "nyitott" a kürtő, azaz nagyobb az esély a feljutásra! Azonban az sincs kizárva, hogy eldugult a kürtő, azaz egy viszkózus, gázokban szegény magma igyekszik felfelé, de már a felszínre nem képes kijutni és "beragad" a kőzetcsatornába. Ez ilyen esetben lefolytja a rendszert és nem engedi át a felfelé igyekvő, gázokban gazdagabb magmatömeget, amíg az ki nem tudja onnan robbantani, ami már hevesebb robbanásos kitöréshez vezethet. Sok lehetőség van a további folytatásra, amire csak a közvetlen adatokból lehet valamit sejteni, amit a helyi vulkanológusok nyilván lázasan értékelnek. Hivatalos és hiteles információt is csak ők adhatnak. Mindazonáltal az éjszakai webkamera képen folyamatos derengés figyelhető meg a kiáramló gázfelhőben, ami magas hőmérsékletre, a magma közelségére utal.
A további fejleményekről folyamatos tájékoztatást nyújtunk!

Mai nappali és éjszakai webkamera felvételek

A vulkanológia egy nagy kihívása, hogy minél pontosabban előre tudjon jelezni egy potenciális veszéllyel járó vulkáni kitörést. Az elmúlt napokban drámai helyzet alakult ki két szigeten is: a Vanuatu szigetcsoporthoz tartozó Ambae szigeten már zajlik hamuhullással járó vulkáni működés, aminek következtében a sziget lakosságának több mint felét (több mint 6000 embert) kellett kitelepíteni, ami egyre nagyobb próbatételt jelent. Ezzel egy időben az indonéziai Bali szigetén már több mint 40 ezer embert telepítettek ki, pedig még nem zajlik vulkánkitörés.

A 3031 méter magas Agung vulkán látszólag még nyugodt, de a mélyből jövő jelek nyugtalanságra adnak okot(Fotó: Sky News)

A vulkánkitörés előrejelzés lényege, hogy a felszín felé törő magma jeleit észlelni lehessen és amennyiben a jelek arra utalnak, hogy a tűzhányó bármikor kitörhet, a készültségi fokot a legmagasabb szintre kell emelni, ami további intézkedéseket jelent, mint például a kiemelten veszélyes területekről a lakosság kitelepítését. A magma mozgását jelezhetik a gyarapodó vulkáni földrengések, a tűzhányó felszínének emelkedése, a felszínre törő gázok és a térségben megemelkedő felszíni hőmérsékleti anomália. Az indonéz hatóságok ( PVMBG, Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi) szeptember 14-én léptették életbe a 4 fokozatú skálán a második készültségi szintet a Bali sziget keleti oldalán lévő Agung vulkán esetében, ami a "figyelmeztető" fokozatot jelenti. Négy nappal később már 3-as fokozatra emelték a készültséget, mivel egyre több földrengést észleltek, amelyek vulkanotektonikus eredetűek voltak, azaz magma mozgásához kapcsolódó kőzettest törések következtében pattantak ki. Ismét négy nap telt el, amikor szeptember 22-én este kiadták a legmagasabb készültségi fokozatot. A 4-es szint azt jelenti, hogy a tűzhányó bármikor kitörhet és ezért a vulkán 9-12 km körzetéből minden lakost ki kell telepíteni. Ez több mint 50 ezer embert érint! Az elővigyázatosság oka, hogy naponta már több mint 700 földrengést észleltek és ezek között egyre több volt a sekély, azaz néhány kilométer mélységből származó jel.
Szeptember 22. óta naponta közel ezer földrengés pattan ki az Agung alól, ami magma mozgásához kapcsolódik(Fotók: BVMBG)

Az 1963-as kitörés

Miért különösen aggasztóak a jelek? Az Agung egy viszonylag ritkán működő tűzhányó, átlagosan évszázadonként egy alkalommal tör ki. Utolsó kitörése 1963-ban volt, ami a 20. század legnagyobb és sok halálos áldozattal (közel 2000-en estek áldozatul) járó kitörései között volt. Akkor kisebb robbanásos kitörésekkel és csendesebb lávafolyással kezdődött a vulkáni működés, a kitörést megelőzően mindössze két napon keresztül tartó rengéseket jegyeztek fel. Az első nagyobb robbanásos kitörés egy hónappal a vulkáni működés megindulása után történt, március 17-én. A 7 órán keresztül tartó kitörés során több mint 20 km magasba tornyosuló hamufelhőből jelentős területen hullott vulkáni hamu, elsősorban a tűzhányótól nyugatra. Mindeközben piroklaszt-árak zúdultak le a vulkán oldalában mélyült völgyekben északi és déli irányban. A vulkáni működés csapadékos időszakban zajlott, ami miatt iszapárak (laharok) keletkeztek és jutottak el mindent elsodorva a folyóvölgyekben több mint 10 kilométer távolságba. A vulkáni működés ezután csendesebbé vált, de nem szűnt meg.Május 16-án a korábbinál is erősebb, heves robbanásos kitörés következett be, ami jelentős rombolást okozott a környező településeken. Az ezt követő vulkáni működés egészen 1964 január 17-ig tartott.
A vulkáni képződmények vizsgálata alapján rekonstruálhatóak voltak a kitörést megelőző magmakamra folyamatok. A vulkáni kőzetekben lévő kristályok kémiai összetétel változása jelezte azt, hogy a magmakamrába friss, magas hőmérsékletű bazaltos kőzetolvadék nyomult és ez a magmakeveredés nagy szerepet játszhatott a kitörés megindulásában. A felszínre tóduló magma nagy kéntartalmú volt, a kén-dioxid gázok a magas légkörbe is bejutottak, ahol a reakciók során kénsav aeroszol jött létre és ez érezhető globális klimatikus hatást váltott ki (az átlaghőmérséklet kis mértékű csökkenését).
Az Agung legutóbbi, 1963-as kitörésének képe és a vulkáni működés tűzhányó körüli eseményeinek térképi ábrázolása (Fotók: K. Kusumadinata, illetve Self és Rampino 2012-es tanulmánya)

Legmagasabb készültségi szinten

A korábbi kitörések alapján szerkesztették meg a helyi vulkanológusok az Agung vulkán kitörési veszély térképét, ami kijelöli azokat a területeket, ahonnan a készültségi szint legmagasabb fokozata esetén ki kell telepíteni a lakosságot. Rendelkezésre áll tehát a tűzhányó korábbi - aggasztó, komoly veszélyekkel járó - kitörési története, nagy számú, naponta kipattanó földrengés, ami magma mozgására utal és egy környezet, ami 1963 óta is már sokat változott, hiszen a növekvő számú lakosság mellett évente több mint 5 millióan látogatnak Bali szigetére, ráadásul most kezdődik Ausztráliában a turista időszak, amikor nagyok sokan repülnek át Bali szigetére. Hozzá kell még tenni, hogy a helyi veszélyek mellett, potenciálisan számolni kell azzal is, hogy egy esetleges nagy robbanásos kitörésnek akár globális klimatikus hatása is lehet. Az aggodalom tehát megalapozott, a kulcskérdés, mint minden természeti veszéyl előrejelzés esetében, hogy vajon megjósolható az, hogy mikor következik be a vulkánkitörés? A válasz: Nem, ez nem mondható meg pontosan, sőt az is elképzelhető, hogy végül nem történik vulkánkitörés!
A meghökkentőnek tűnő állítás mögött az bújik meg, hogy a vulkanológusok sem rendelkeznek a jövőbe látás képességével, azaz az általuk észlelt jelek alapján legfeljebb valószínűsíteni tudnak eseményeket. Jelen pillanatban a jelek arra utalnak, hogy bármikor megindulhat egy erős vulkánkitörés és ismerve a lefolyási lehetőségeket ez komoly veszélyt jelent a lakosságra. Ilyen esetben pedig nincs más lehetőség, mint a kitelepítés és a lakosság felkészítése arra, hogy egy vulkáni kitörés esetében mit kell tenni. Ez még egy jó eset, mivel van idő a felkészítésre és ez életeket menthet meg, azonban az idő múlásával egy másik veszéllyel is szembe kell nézni! A lakosság többsége nem élte állt a legutolsó vulkánkitörést és ezért nincs tapasztalata arról, hogy mit jelent egy vulkáni működés, annak mennyi veszélyforrása van. A kitelepített emberek türelme azonban egyre fogyni fog. Ott hagyták ingóságukat, minden vagyonukat, állataikat - előbb-utóbb vissza fognak szállingózni lakóhelyükre, sőt az sem kizárt, hogy megtagadják a kitelepítést, mondván nem történik semmi. Itt van tehát a dráma! Amennyiben a vulkánkitörés megindulása elhúzódik, a potenciális veszély nő, hiszen sokan visszatérnek a veszélyzónába. Ez különösen érzékennyé teszi a kríziskezelést, ekkor különösen nagy szerepe van a veszély kommunikációnak!
A következő napok tehát különösen kritikusak lesznek az Agung vulkán környezetében. A vulkanológusok folyamatosan teszik közzé az vulkán alól jövő jelek alapján levonható információkat, a hatóságok pedig ezek alapján látják el tanácsokkal a lakosságot. Jelenleg továbbra is nagy számú földrengés pattan ki (lehet ez vajon a friss magmával keveredés eseménye?), a kitörés bekövetkeztének valószínűsége mindig nagy, de vajon ez pontosan mikor és egyáltalán bekövetkezik-e? Mennyire más világban élünk ma! Az internet, ezen belül a Facebook és Twitter időszakában az információk rendkívül gyorsan terjednek. Gyorsan terjednek a rém- és fals hírek is és ezért különösen fontos, hogy hiteles forrásból származzanak a lakossághoz eljutó hírek, hiszen fontos, hogy az emberek valós információkhoz jussanak, ne legyen pánik. Janine Krippner vulkanológus ezért folyamatosan adja közre Twitter üzenetekben a megbízható, szakmailag kontrollált híreket, weblapján pedig összegyűjtötte azokat a forrásokat, amelyek hitelesen tájékoztatják a lakosokat a vulkán állapotáról. Jelen pillanatban ez az, ami maximálisan tehető. A várakozás ideje pedig segíti a hatékony felkészülést egy esetleges nagy vulkánkitörésre.
A korábbi vulkánkitörések során érintett területek Karen Fontijn és munkatársainak 2015-ös tanulmányából, valamint a jelenleg hatályos vulkáni kitörés veszély térkép és a földrengések számának alakulása az elmúlt napokban (Forrás: BVMBG)

Frissítés (szerda, 21:30)

A kitelepítettek száma közelít a 100 ezerhez!!!!! A földrengések száma mindig magas és egyre erősebbek! Ma délután 6 óráig 329 sekély rengés, 444 mély vulkáni rengés és 56 tektonikus eredetű földrengés volt! Sajnos felszín emelkedésről továbbra sincsenek megbízható adatok.

Egy aktív vagy potenciálisan aktív vulkán akkor is veszélyes, amikor éppen szunnyad (de bármikor, akár minden előjel nélkül is feléledhet és váratlanul kitörhet; l. pl a japán Ontake 2014-es kitörése) vagy amikor a kitörések inkább turistacsalogatóak. Az Etna évente százezrével vonzza a látogatóak, különösen akkor, amikor működésben van. A látványos lávatűzijáték kitörések vagy lávaöntések kiszámíthatónak tűnnek. Egy tűzhányó azonban bármikor képes váratlan dologra! Ezt tudni kell minden turistának, de még a szakembereknek is… még egy jól ismert vulkán is képes váratlan fordulatra!

Március 15 éjjele az Etnán.(Fotók: Francesco Tomarchio és Fabrizio Zuccarello)

Jó két héttel a korábbi látványos vulkánkitörés után az Etna március 15. reggel ismét munkába fogott. A földremegés intenzitása újra meredeken emelkedett és lávatűzijáték kitörések kezdődtek a Délkeleti kráter és az Új-Délkeleti kráter kúpjai között frissen felépült salakkúpon. Rövidesen láva buggyant ki és ereszkedett le a vulkán déli lejtőjén, követve a korábbi kitörés lávafolyamának útját. Estére a kitörés erőssége némileg gyengült, majd éjfél körül egy új hasadék nyílt a vulkáni kúp előterében és újabb lávafolyam indult el, most keleti irányban. A robbanásos kitörés eközben fluktuálva zajlott, ami már kisebb lávaszökőkutakat is eredményezett március 16. reggelén. A lávafolyam, mint valami bulldózer haladt lassan előre a havas felszínen és keresztezte azt a területet, ahová gyakran jöttek fel négy-kerék-meghajtású turistabuszok. Rövidesen elérte a Valle del Bove peremét, ahol aznap éjjel bukott át és folyt le a széles völgy meredek oldalán. Előtte azonban, a lávafolyam közelében majdnem tragikus esemény történt!
A lassan előrenyomuló lávafolyamot számos turista közelítette meg, ott volt a BBC forgatócsoportja és a közelben dolgoztak a cataniai INGV Etna Obszervatórium vulkanológusai is, akik a vulkáni működés folyamatát értékelték. A korábbi napokban sokan merészkedtek a lávafolyás közvetlen közelébe, mindez veszélytelennek tűnt. Nem sokkal dél után aztán egy váratlan esemény következett be. A Belvedere közelében járó láva frontját hirtelen egy robbanás vetette szét: fehér, vízgőz felhő emelkedett fel, amit az INGV webkamerái is rögzítettek. A helyszínen azonban más volt a helyzet: erős hanghatással szürke-barna színű kitörési felhő robbant ki és a környéken záporoztak a kisebb-nagyobb izzó lávadarabok. A BBC kamerái rögzítették ezt a drámai közel fél percet:



A szétrepülő izzó lávadarabok tíz személyt sebesítettek meg, köztük volt barátom, kollégám Boris Behncke vulkanológus is, aki az Etna egyik legjobb ismerője. Szerencsére kisebb horzsolással megúszta, ahogy a BBC TV stábjának tagjai és a turisták is. Az eset azonban figyelmeztető volt: ennél nagyobb baj is lehetett volna! De mi is történt? Hogyan lehet az, hogy a lávafolyam elején következik be robbanásos kitörés? A láva eddig is havas felszínen folyt, hasonlóan a korábbi kitörésekhez. Mi vezetett akkor ehhez a váratlan eseményhez, egyáltalán miért nem olvad el gyorsan a hó, ahogy a több, mint 1000 fokos láva ráfolyik? Ehhez érdemes megnézni egy másik videofelvételt, ami a Tolbacsik 2013-as vulkáni kitörését mutatja. A jelenségről Ben Edwards és csapata jelentetett meg tanulmányt a Nature Communications folyóiratban. A vastag hótakaróra folyó láva egy része mélyen benyomul a hóba és feltornyosítja, egy másik lávafolyam viszont sokáig zavartalanul halad előre, mígnem egyszer egy szürkésbarna hamufelhő robban ki belőle:



Az Etna két héttel korábbi lávaöntő kitörése után is lehetett látni, hogy a friss láva alatt megmaradt a hó. Pedig a hőmérséklet különbség több, mint 1000 fok! A magyarázat a láva fizikai tulajdonságában keresendő. A lávafolyam ugyanis jó hő megtartó képességű, aminek oka az, hogy a felszínén egy hirtelen megdermedt, kőzetüveges kéreg alakul ki, ami jól szigetel. Ahogy halad előre a vastag lávafolyam, a hó egy része előtte felolvad, azonban a túlhevített hó hirtelen vízgőzzé alakul, ami fehér felhő formájában illan el. Ez veszélytelen, azonban mi történik a láva alatt? A láva és hó között egy vékony vízgőz réteg alakul ki. Ez megakadályozza a láva és a vízgőz réteg alatti olvadékvíz keveredését és ez az állapot hosszasan fennmaradhat, a láva haladhat előre akár több száz métert is. A gond akkor kezdődik, ha a vízgőz réteg felszakad és a láva az olvadékvízzel keveredik. A láva belsejébe jutó víz hirtelen vízgőzzé alakul. Ez a halmazállapot változás térfogat növekedéssel jár. A láva frontján ez nem jelent problémát, a kitáguló vízgőz szabadon tud távozni. A láva belsejében azonban nincs erre megfelelő tér és ezért egy jelentős belső nyomás alakul ki. Ha ennek a belső nyomásnak a feszítőereje többszörösen meghaladja a láva szakító szilárdságát, akkor hirtelen történik a térfogat növekedés mégpedig a lávaanyag darabokra való szétvetésével. Ez maga az a robbanásos esemény, amit a kamcsatkai lávafolyam esetében is megfigyeltek, és ami március 16. kora délután az Etnán is történt.

A freatomagmás kitörési felhő közelről és Rebecca Morelle, BBC operatőr kabátja egy izzó lávadarab által okozott égési sérüléssel. (Fotók: Rebecca Morelle, BBC)

Ezt a folyamatot freatomagmás robbanásos reakciónak nevezik, ami a vulkáni működés során sok esetben bekövetkezhet. Felszín alatti víz és feltörő magma keveredése esetén heves robbanásos kitörést okoz, de ilyen jelenség figyelhető meg a hawaii Nagy-szigeten is, ahol az izzó láva jelenleg is az óceán vízébe ömlik. A freatomagmás robbanásos kitörés az egyik legveszélyesebb folyamat, mert kiszámíthatatlan, hirtelen következik be és nagy területet érint. Szerencsére a láva-hó találkozás esetében mindez viszonylag szűk területre jelent veszéylt. Az Etnán viszont pont ott zajlott ez, ahol emberek is tartózkodtak, ezért volt majdnem végzetes kimenetelű.

Március 16, késő délutáni paroxizmális kitörés a freatomagmás esemény után. (Fotók: Joseph Nasi és Gió Giusa)

Ez az esemény figyelmeztet, hogy még egy békésnek tűnő vulkánkitörés esetében is történhet kis valószínűségű, de súlyos következményekkel járó folyamat. Ezt tudni kell mindenkinek, azoknak különösen, akik akár most is az Etnára készülnek, hogy megcsodálják a természet e különleges jelenségét!

Vulkánok: vonzások és veszélyek - e kettősséget tartsa mindenki szem előtt, mert ilyenek a tűzhányók!

A vulkáni működés e bejegyzés írása során is tart.

Frissítés (2017.03.18. 11:55)

A vulkáni kitörés tovább zajlik, a lávafolyam a Valle del Bove völgyének meredek lejtőjén ereszkedik lefele, pompás látványt nyújtva a környező településekről.

Március 18, izzó lávafolyam ereszkedik le a Valle del Bove völgyébe. (Fotók: Francesco Tomarchio és Giuseppe Famiani)

Frissítés (2017.03.18. 19:00)

...és ismét a potenciális veszélyek! Ma délután a Valle del Bove meredek lejtőjén leereszkedő láva frontja több alkalommal is leomlott és ez lokális piroklaszt-árakat eredményezett. Szerencsére a Valle del Bove völgyében nem veszélyeztetett senkit, azonban ismét egy olyan jelenség, amivel számolni kell még egy csendesnek tűnő lávafolyás esetében is, amennyiben meredek lejtőn ereszkedik le. Hasonló jelenségek nem ritkák a guatemalai Fuego tűzhányón. Az Etna esetében a piroklaszt-árak létrejöttéhez azonban hozzájárulhatott ismét csak a hólével való keveredés és a freatomagmás robbanás, amire a messziről is látható, felemelkedő szürke mellett a fehér színű felhő utal. Orazio Furia remek képei közelről is mutatják az Etnán ritka, de nem példa nélküli, jelentős veszélyt jelentő piroklaszt-árat. Figyelmeztet, hogy egy lávafolyással járó kitörés esetében is kell ilyen jelenséggel számolni, aminek a hatótávolsága akár több kilométer lehet!

Március 18. délután többször is leomlott a Valle del Bove völgyébe ereszkedő lávafolyam frontja, hóval keveredve freatomagmás robbanást és kisebb piroklaszt-árakat okozva. (Fotók: Chiara D'Amico fotója és webkamera felvétel)
Közelről a március 18. délutáni láva-hólé keveredés okozta freatomagmás robbanásos esemény piroklaszt-árja. (Fotók: Orazio Furia)

Ha az Etna kitör rögtön a média hírek középpontjába kerül. Valóban, a robbanásos kitörések látványosak és ilyenkor özönlenek a szebbnél szebb felvételek. Persze van olyan média hír, ami a "Fake media news", azaz az inkább a feltűnésre, meghökkentésre törekvő fals hírszolgáltatást követve a valóságtól messze elrugaszkodva, minden alapot nélkülöző módon számol be a vulkáni eseményről. Az angol nyelvű Express hírportál valószínűleg már most megkaphatja az év legmeghökkentőbb fals tájékoztatási díját, hiszen a vulkáni működést övező pánikról és még Bukarestet is veszélyeztető hamuhullásról vizionál. Valójában, a jelenlegi vulkánkitörés egyelőre békés módon és szemet csalogatóan zajlik. Bár készültségbe helyezték a légiforgalmi irányítást, azonban még nincs szó a cataniai reptér lezárásáról! Tudni kell azonban, hogy a kitörés jellege bármikor erősödhet és ebben az esetben előfordulhat légtérzár (Bukarest azonban továbbra is biztonságban lesz! ;-)).

Így indult a vulkánkitörés február 27-én este...(Fotók: Boris Behncke és Giuseppe Tonzuso)

és így folytatódott másnap, február 28-én(Fotók: Boris Behncke és Fabrizio Zuccarello)

Az Etna jó nyolc hónap szunnyadás után aktivizálódott. Habár a mostani kitörés viszonylag váratlanul indult, ahogy ez általában szokott, a földremegés intenzitása hirtelen emelkedett és kezdődött a környező településekről is jól látható lávatűzijáték kitörés a csúcsi területen, azonban mindezt több hetes gyenge, csak a vulkanológusok által követett robbanásos vulkáni működés előzte meg. Sőt, az előjáték egészen idén januárjáig megy vissza, amikor időszakos kis hamu kilövellések mutatták az ébredezés jeleit. Február 27-én délután azonban egyre magasabbra csaptak fel az izzó lávacafatok, a kitörés helye a Délkeleti kráter és az Új-Délkeleti kráter kúpjai közötti nyereg volt. Egy nap alatt egy tekintélyes méretű salakkúp nőtt ki, aminek magassága már az Etna legmagasabb pontjával vetekszik és könnyen lehet, hogy néhány nap múlva változik a tűzhányó tengerszint feletti magasságának értéke (a jelenlegi legmagasabb pont az Északkeleti kráter kúpján van, ami 3329 m tszf)! A kitörések pulzálva zajlanak, jól látható a felszínre jutó méretes gázbuborékok szétpattanásai, az ezzel járó, különösen az éjszakai órákban látványos lávatűzijáték kitörés. A salakkúp déli oldala hamarosan felnyílt és már másnap izzó lávafolyam ereszkedett déli-délnyugati irányban. A tipikus rögös, azaz aa-láva frontjának vastagsága a 2-3 métert is elérte. A láva több nyelvben halad előre a még havas felszínen, ezzel különleges, kontrasztos látványt nyújtva. A színpadi bemutatóhoz aztán csatlakozott a központi kráter is, ahonnan időszakos sötétszürke hamu kilövellés történik.

Február 28-án már vastag aa-láva nyelvek ereszkedtek le a friss salakú déli lábától kiindulva...(Fotók: Boris Behncke és Giuseppe Tonzuso)

amelyek éjszaka fantasztikus látványt nyújtottak!...(Fotók: Giuseppe Distefano és Giuseppe Famiani)

A vulkáni működés a bejegyzés írása, március 1-én, késődélután is töretlenül zajlott. Az ilyen vulkáni működés akár néhány napig is eltarthat, azonban bármikor be is fejeződhet. Egy harmadik lehetőség, hogy a korábbi évek kitöréseinek koreográfiáját követve ez a vulkáni működés egy több száz méter magasba tornyosuló lávaszökőkút kitörésbe megy át, miközben akár 10 kilométer magasba is emelkedhet a vulkáni hamuoszlop. Mindez a felszín alatti eseményektől függ. Amennyiben friss gázokban gazdag magma nyomul felfelé nagyobb mélységből, akkor ez utóbbi lehetőség valószínűsíthető. Ha egy sekélyebb magmatározóból táplálkozik a kitörés, akkor a csendesebb kitörések folytatódhatnak. Mindebben fontos információt adhat a felszínre jutott vulkáni képződmények kémiai összetétele, a benne lévő kristályos fázisok megjelenése és kémiai összetételbeli változásai. Amit jelenleg tudunk, hogy nincs jelentősebb felszín emelkedés, azaz vélhetően nem történik nagy mélységből, nagyobb térfogatú magma felnyomulása. Így egyelőre vélhetően marad e szemet gyönyörködtető vulkáni működés élvezete, a vulkáni működés ünnepe!
Ahogy a fejlemények alakulnak, úgy nyújtunk további tájékoztatást. Addig is kövessék a napra- és órakész információkat nyújtó Tűzhányó blog Facebook csoportjának híreit!


A látványos vulkáni működés március 1-én is rendületlenül zajlott.(Fotók: Giuseppe Distefano és Giuseppe Famiani)
Boris Behncke, az Etna obszervatórium neves vulkanológusa az alábbi 2,5 perces videofelvételen keresztül mutatja be az Etna jelenlegi kitörésének minden szépségét!

A látványos vulkáni működés március 1-én is rendületlenül zajlott.(Fotók: Giuseppe Distefano és Giuseppe Famiani)

Frissítés (2017.03.02. 08:45)
Úgy tűnik valóban a bejegyzésben valószínűsített kimenet jött be, miszerint nincs egyelőre jelentősebb magma utánpótlás, a lávatűzijáték kitörés nem vált paroxizmális lávaszökőkút kitörésbe. Március 1. éjjel már erősen csökkent a vulkánkitörés intenzitása, ma reggelre pedig már csak időszakos hamu kilövellések voltak, a lávatűzijáték kitörések megszűntek. Kérdés, hogy ismét hosszabb pihenő következik vagy tartogat még valami váratlant a szicíliai hölgy?

Így búcsúzott - egyelőre - az Etna legfrissebb kitörési fázisa: stromboli-típusú lávatűzijáték a Hold bűvöletében március 1 estéjén.(Fotó: Gió Giusa)

Melyik volt a legemlékezetesebb vulkánkitörés 2016-ban, melyik tűzhányó érdemelheti ki az év vulkánja címet? Erik Klemetti Eruptions blogján mindig megszavaztatja erről olvasóit, a voksok alapján 2009 óta olyan vulkánok érdemelték ki ezt a címet, mint a Szaricsev (2009), az Eyjafjallajökull (2010), a Puyehue-Cordón Caulle (2011), a Tolbacsik (2012), az Etna (2013), a Holuhraun-Bárdarbunga (2014) és a Colima (2015). Vajon ki kerül e díszes társaságba 2016-ban? Nem könnyű a döntés, a kérdés az, hogy a szavazók mit részesítenek előnyben: a folyamatos aktivitást (pl. Sinabung, Santiaguito vagy Fuego), a különleges eseményt (pl. Kilauea, Hawaii vagy Piton de la Fournaise, esetleg Bogoslof), vagy a veszélyes helyzetet (pl. Barujari), esetleg a háttérben csendben, de látványosan történő működést (pl. Kljucsevszkoj vagy Sivelucs)? Nos, itt egy képes lista, lehet választani!

Megítélésem szerint a legesélyesebb jelölt: Sinabung, Szumátra, Indonézia - jelenleg a Föld egyik legaktívabb és legveszélyesebb tűzhányója. 2016-ban is folytatódtak a lávadóm kitüremkedések és izzófelhők lezúdulásai, ami mellett látványos vulcanoi-kitörések zajlottak(Fotók: Sadrah Peranginangin)

Tavaly éppen lemaradt az első helyről, most beérhet: a Tűz-hegye, azaz Fuego, Guatemala. 2016-ban 16 paroxizmális kitörése volt látványos lávaszökőkutakkal és a meredek hegyoldalon lecsorgó lávafolyamokkal (Fotók: Martin Rietze)

Már 34 éve folyamatosan zajlik a hawaii Nagy-szigeten a vulkáni működés. Idén különleges látványosság volt az óceánba folyó láva! (Fotók: David Ford és Martin Rietze)

Egy másik esélyes guatemalai tűzhányó: a Santiaguito Caliente lávadómja váratlan heves robbanásos kitörésekkel hívta fel magára a figyelmet, amikor pedig szünetelt a vulkáni működés akkor laharok veszélyeztették a környéket! (Fotók: INSIVUMEH és Eric Colop)

2016-ban két látványos vulkánkitörés zajlott az Indiai-óceán területén lévő, francia fennhatóságú vulkáni szigeten: Piton de la Fournaise! (Fotók: Ilotdrones és Luc Perrot)

A Rinjani kaldera 2016-ban közel 100 ezer látogatót vonzott, a turisták fele külföldi volt. Szeptemberben a Barujari vulkáni kúp egy váratlan kitörése nyomán fejvesztve menekültek az éppen úton lévők. Közel 1000-en voltak a helyszínen, szerencsére tragédia nem történt! (Fotók: Giuseppe Salerno)

A képek alapján bizonyára az egyik nagy esélyes lenne az év tűzhányója címre, de a nagy távolság kevéssé irányítja rá a figyelmet: a Kljucsevszkoj látványos lávatűzijáték kitörésekkel és lávafolyamokkal szinte végig aktív volt az év második felében és egy-egy nagyobb kitörése a légi közlekedésre is veszélyt jelentett (Fotók: Jurij Gyemjancsuk és Denis Bugykov)

Szintén messze a média szeme elől elrejtve dolgozott keményen Kamcsatka másik folyamatosan aktív tűzhányója, a Sivelucs - több nagy robbanásos kitörése volt, amikor a vulkáni hamufelhő közel 1000 km messze sodródott, a lezúduló piroklaszt-árak pedig több mint 10 km távolságba jutottak! Szerencse, hogy a vulkán nem egy sűrűn lakott területen van! (Fotók: Jurij Gyemjancsuk és Szergej Makurin)

Tavaly az év tűzhányója volt, idén az év vége felé erősített újra bele és mutatott látványos kitöréseket a mexikói Colima (Fotók: Hernando Rivera és Julie Roberge)

Bizonyára az év meglepetés vulkáni kitörése, ahol még műszeres megfigyelés sincs: Bogoslof, Aleuti-szigete (Fotók: Paul Tuvman és AVU USGS)

2016-ban egy látványos kitörése volt csupán, azonban az egyik leginkább fotogén tűzhányó: Etna (Fotók: Alessandro Lo Piccolo és Joseph Nasi)

Paektu, Baekdu, Csangbaisan - egy vulkán, amelynek különböző neve van, egy vulkán, ami az elmúlt 2000 év egyik legnagyobb kitörését produkálta, egy vulkán, amiről sokáig nagyon keveset lehetett tudni, azonban az elmúlt évtizedben olyas valamit művelt, ami önmagában is különleges: kinyitotta egy zárt ország, Észak-Korea kapuit a nyugat felé. A vulkán helyzete különleges! Nem csak földtani értelemben, hanem azért is, mert két ország határán fekszik. Kína és Észak Korea határa pontosan átvágja a tűzhányó kráterét, s mi több, Dél-Korea is számon tartja a határt, magáénak követelve a teljes hegyet. A vulkán mélyen beivódott mind a koreai, mind a kínai kultúrába és történelembe, szent hegyként tisztelik. Nemzetközi szinten azonban csak akkor vált ismertté, amikor 2002-2005 között földrengésrajok rázták meg a tűzhányót és komolyan felvetődött egy közelgő vulkánkitörés esélye. Felgyorsultak a kínai vulkanológiai kutatások, majd 2011-ben Észak-Korea is egy óriási lépést tett: angol és amerikai vulkanológusokkal kezdett együtt dolgozni, hogy jobban megértsék a tűzhányó természetét, értékelhessék jövőbeli kitörésének lehetőségét. A vulkán és Észak-Korea különleges kulturális és politikai kapcsolata jelentős hangsúlyt kapott Werner Herzog Clive Oppenheimer vulkanológussal forgatott, közelmúltban bemutatott kiváló dokumentumfilmjében (Into the Inferno) is.

A Paektu tűzhányó a világűrből (Forrás: NASA Earth Observatory) és a széles, tó vizével kitöltött központi kalderája közelről (Fotó: Kayla Iacovino)

Menjünk a Paektuhoz!
"Menjünk a Paektuhoz!" - énekelik önfeledten Észak-Korea óvódásai, felnőttjei, mert hogy a vulkán Korea történelmileg kiemelkedő jelentőségű hegye. A koreai mitológia szerint itt volt Dangun szülőhelye, aki az első koreai királyságot alapította. A jelenlegi kitüntetett szerep azonban egy közelebbi történethez kapcsolódik. A tűzhányó oldalát borító sűrű erdősség kitűnő búvóhely volt a Japán megszállók ellen harcoló koreai csapatoknak. Itt szervezte az Észak-Korea megalapítójaként tekintett Kim Il-sung (Kim Ir Szen) is partizánharcát, és ide teszik fiának, Kim Jong-il (avagy Kim Dzsongil) szülőhelyét, aki a hivatalos észak-koreai verzió szerint vulkán egy titkos katonai támaszpontján látta meg a napvilágot. Kim Dzsongil 1994-től 2011-ig vezette az országot, ő "Észak-Korea Kedves Vezetője" vagy egyszerűen csak a "Nagy Vezető". Kijelölt szülőháza azóta is zarándokhely, a kráterperemen pedig éneklő katonák és iskoláscsoportok adóznak emlékének. Természetesen a jelenlegi vezető, Kim Dzsongun, Kim Dzsongil legkisebb fia is többször látogatást tett a tűzhányón, dacolva az erős hófúvással. A hagyomány, a vulkán szimbolikus, kitüntetett szerepe tovább folytatódik Észak-Korea életében. A vulkán jelentőségét tükrözi az is, hogy a Paektu megjelenik Észak-Korea címerében is.

Észak-Korea meghatározó vezetői, Kim Ir Szen és Kim-Dzsongil a Paektu tűzhányó krátere előtt, ahol a jelenlegi vezető, Kim Dzsongun is gyakran megjelenik, dacolva az időjárás viszontagságaival.

Kolosszális kitörés több mint ezer éve
A Paektu egy tipikusan lusta, aluszékony vulkán, amelyik az elmúlt tízezer évben bizonyítottan csupán 10 alkalommal ébredt fel. A vulkáni működés kezdete azonban jóval régebbre tehető. Mintegy 23 millió éve bazaltos láva ömlött a felszínre, ami jó 8 millió éven keresztül egyre növesztett egy kiterjedt pajzsvulkánt. Ezt követően majd 10 millió év szünet következett, és 1-5 millió évvel ezelőtt újabb bazaltos magma tört fel. Mintegy 1,5 millió éve jelentős változás következett be, a felszínre törő magma már viszkózusabb, trachitos összetételű volt, ami tükröződött a tűzhányó megváltozott alakjában: egyre meredekebb oldalú vulkáni kúp kezdett el kimagasodni. Jó 5 ezer évvel ezelőtt egy hatalmas robbanásos kitörés rázta meg a hegyet és rakott le több méter vastag sárga vulkáni üledéket a környékre. Ezután ismét több ezer éves szünet következett, majd a legfrissebb szénizotópos elemzések szerint 946-ban egy ennél is nagyobb, az 1815-ös Tambora kitöréssel vetekedő vulkánkitörés történt, amit Millennium-kitörésnek, azaz Ezredéves kitörésnek neveztek el, mivel sokáig úgy vélték, hogy ez pontosan 1000-ben következett be.
A korabeli dokumentumok félelmetes mennydörgésekről, fehér hamuesőről írnak még 1000 kilométer távolságban is. A kolosszális kitörés hamuanyagát Japánban is több centiméter vastagságban megtalálták, sőt üvegszilánk szemcséit meglelték a Grönlandon mélyített fúrások jégmintáiban is. A felszínre tóduló vulkáni anyag térfogatát több, mint 100 köbkilométer nagyságúra teszik (ezzel a kitörés eléri a VEI=7 fokozatot), a vulkáni hamufelhőbe kerülő kéndioxid gáz mennyiségét pedig egy friss, két hete megjelent tanulmány 45 millió tonnára becsülte, ami jóval meghaladja a Tambora által kibocsátott, és szerte a Földön globális lehűlést eredményező kéndioxid mennyiséget! Miért nem okozott komoly lehűlést, a Tambora 1815-ös kitörését követő klimatikus hatást ez a vulkáni működés? A recept nem működött tökéletesen, azaz ehhez a vulkán nincs a legoptimálisabb helyen, azaz az egyenlítői övben. Az északabbi fekvés megfelelő volt ahhoz, hogy a vulkáni üvegszemcsék eljussanak Grönland fölé, azonban a vélelmezett kéndioxid gázban gazdag kitörési felhő nem tudott nagy területen eloszlani, de az sem kizárt, hogy kén-tartalma kisebb volt a most becsült értéknél, amint azt korábban egy másik tanulmány állította. Mindenesetre a Paektu 946-os kitöréséhez nem kapcsolódik jelentősebb szulfát szennyezés a jégfurat mintákban.


A kolosszális Ezredéves kitörés egy piciny darabja: a felhabosodott magmát képviselő horzsakő szemcsében egy plagioklász kristály ül (Shane Cronin elektronmikroszondás felvétele). Jobbra: a 946-os kitörés felszínen oldalirányba lezúduló, mindent elsöprő forró vulkáni törmelékárai 20-50 kilométer távolságba jutottak el (Angelo Paone és Sung-Hyo Yun térképe).

Egy veszélyes, mozgolódó tűzhányó a határon
A 946-os kitörés óta a vulkán nagyobb kitörést nem mutatott, a nem több mint féltucat kitörés utolsó eseménye 1903 áprilisában történt, ami csak lokális jellegű volt. 2002 és 2005 között azonban számtalan földrengés pattant ki a vulkán alól, felszíne néhány millimétert emelkedett. Nem volt kétség afelől, hogy friss magma nyomult a szunnyadónak vélt vulkán alá. Volt bőven rémület, kínai és koreai vulkanológusok is gyors munkába fogtak, a média közelgő pusztító kitörést vizionált. Míg a kínaiak egyre több tanulmányt jelentettek meg, a határ déli oldalán nem volt jelentősebb mozgolódás. Legalábbis egy ideig...

Hogyan lehet feltörni még Észak-Korea zárt országát is? - Ehhez egy vulkán kell!
A 21. század kezdetén már több százmillióan élnek potenciális vulkáni veszélyben. A potenciálisan veszélyes vulkánok közül számos áll folyamatos megfigyelés alatt, azonban a többségről nagyon keveset tudunk. Ennek oka alapvetően az, hogy olyan helyen találhatók, ahová nem könnyű eljutni a vulkanológusoknak, részben a nehéz terepi viszonyok miatt, részben azért, mert a tűzhányó olyan országban van, ahová nem biztonságos elutazni, illetve, amelyeket nemzetközi szankciók sújtanak. A vulkánok azonban nem ismernek határokat, kitörésük egyformán érint elmaradott és fejlett társadalmakat, demokratikus és diktatórikus országokat. Fontos tehát megismerni Szudán, Eritrea, Ruanda, Szíria, illetve Észak-Korea vulkánjait is! De hogyan lehet feltörni egy mégoly hermetikusan elzárt országot is, mint Észak-Korea? A receptről James Hammond, a londoni Birkbeck College szakembere számolt be rendkívül tanulságos cikkében.

James Hammond szeizmométert installál, Clive Oppenheimer pedig a Paektu ezredéves vulkánkitörésének üledékét tanulmányozza észak-koreai szakemberekkel

A Csangbaisan, avagy Paektu mozgolódása persze Észak-Koreában is nyugtalanságot okozott, azonban a reakcióidő ott lassabb. Végül 2011-ben tört meg a jég: hivatalos meghívót küldtek két brit vulkanológusnak, James Hammondnak és Clive Oppenheimernek, akik első nyugati tudósként látogathattak el az észak-korai vulkanológiai obszervatóriumba. Ekkor még közvetlenül nem beszélhettek a helyi vulkanológusokkal, azonban a mintegy 30 fő részvételével tartott hivatalos munkaértekezleten sikerült megfogalmazni két olyan kulcskérdést, ami alapján elkezdődhetett a tudományos együttműködés: (1) Mi a Paektu vulkán kitöréstörténete?; (2) Mi jellemzi a vulkán jelenlegi állapotát?
Az egyről kettőre jutás azonban korántsem volt egyszerű. A vulkán megfigyeléshez olyan eszközök szükségesek, amelyek messze kimerítették a szigorú nemzetközi szankciókat, továbbá meg kellett találni a hangot, a nyugati stílushoz messze nem szokott helyi emberekkel is. A britek a korábban Eritreában már bevált sikeres módszert követték (Eritreában a kontinentális riftesedés folyamatát tudták közvetlenül tanulmányozni, a közös kutatómunkát jelentős diplomáciai és tudománypolitikai előkészítés előzte meg. Ennek volt köszönhető, hogy friss adatokat tudtak szolgálni az éppen akkor, 2011-ben kitörő Nabro vulkán működéséről): világos tudományos cél lefektetése, lelkes közreműködés és az érdeklődés maximális fenntartása a partnerekben, nyitott kommunikáció, megvalósítható ígéretek és nem utolsó sorban, nagy fokú flexibilitás!
A recept bevált, bár a magnetotellurikus vizsgálatokat nem sikerült megvalósítani, a tudományos eredményeken kívül egyéb területen is felhasználható információk potenciális megszerzése miatt, azonban a telepített, nagy érzékenységű szeizmométerek, továbbá a begyűjtött kőzetminták elemzései felbecsülhetetlen értékű adatokat szolgáltattak. A kutatásba végül amerikai szakemberek is bekapcsolódtak! Ez a különleges, a felmerült számos problémát a fenti recept alapján legyőző együttműködés végül 2016-ban hozta meg a gyümölcsét: a tudomány vezető folyóirataiban jelentek meg tanulmányok, amelyekben ézsak-koreai tudósok is részt vettek. Sőt, 2016. áprilisában olyan történt, ami még soha! Az amerikai AAAS (American Association for the Advancement of Science) Science Advances folyóirata észak-koreai szakember első szerzőségével publikált tudományos közleményt! Nem is akármilyet! A 2011-ben installált szeizmométerek által rögzített földrengés adatok alapján Ri Kyong-Song, valamint brit, amerikai és észak-koreai munkatársai kimutatták, hogy a vulkán alatt olvadéktartalmú magmás test van. November végén pedig jött a következő tanulmány, az amerikai Kayla Iacovino vezetésével, szintén a Science Advances folyóiratban.
"A kőfalak leomlanak" - hoz ez az együttműködés áttörést, nyitható-e tovább ez a rés, hogy Észak-Korea zárt közössége szorosabb nemzetközi kapcsolatot teremtsen? Valószínűleg ehhez még sok idő kell, ahogy ezt az együttműködést is számos időközi politikai affér nehezítette. Azonban, a Paektu vulkán egy különleges helyzetet teremtett, amit a brit és amerikai vulkanológusok kiváló diplomáciai érzékkel és flexibilitással oldottak meg: még ilyen helyzetben is felülemelkedhet a józan ész, a kinyújtott kezek találkozhatnak azért, hogy társadalmi berendezkedésen túl, legyőzve a politikai ellenszenvet, meg lehessen jobban ismerni a természeti veszélyeket, mert ahogy korábban is írtam: "A vulkánok nem ismernek határokat, kitörésük egyformán sújt elmaradott és fejlett társadalmakat, demokratikus és diktatórikus országokat", ez ellen pedig csak közös akarattal, nagy fokú bizalommal és flexibilitással, tudományos elkötelezettséggel, szakértelemmel lehet felvenni a harcot és lehet felkészülni közösen egy jövőbeli, számtalan veszélyt hordozó természeti eseményre. Mert igen, ez a jelszó: "Menjünk a Paektuhoz!"

Egy hét telt el az Új-Zélandot megrázó 7.8 magnitúdójú földrengés óta. Az eltelt idő alatt több mint 2000 3-as magnitúdónál nagyobb erősségű földmozgás történt és még mindig nincs megállás. Rengeteg kérdés vetődött fel, a földrengés nagyságától az azt kiváltó okokig. Kellett ez az egy hét ahhoz, hogy mindezt világosabban lehessen látni, ami egy meglehetősen bonyolult képet fest fel, nem kevés tanulsággal a földrengések lefolyásáról.

Lemeztektonikai háttér
A földrengések, vulkánkitörések okainak magyarázatában nagy segítséget ad a lemeztektonika modellje. E szerint a Föld külső, merev burkát a földkéregből és a földköpeny legfelső részéből álló litoszféra alkotja. Ez a réteg azonban nem folyamatosan öleli körül bolygónkat, hanem nagyobb és kisebb darabokra, úgynevezett kőzetlemezekre tagolódik. Ezek a kőzetlemezek egymáshoz képest mozognak – távolodnak, közelednek vagy egymás mellett elcsúsznak. Két kőzetlemez ütközése, egymásnak feszülése során az számít, hogy melyiknek milyen a sűrűsége. A nagyobb sűrűségű kőzetlemez a másik alá bukik, amit szubdukciónak nevezünk. Az óceáni kőzetlemezek sűrűsége nagyobb, mint a kontinentális kőzetlemezeké, azaz mindig az óceáni kőzetlemez bukik le és nyomul be a földköpenybe. A kontinentális kőzetlemez sűrűsége kisebb, mint a földköpeny anyagáé, azaz ezért ez nem képes a mélybe nyomulni. Ha két kontinentális kőzetlemez ütközik, akkor egymásra torlódnak és hegyláncokat emelnek ki (ezt kollíziónak nevezzük; pl. Alpok, Himalája). A Földön kijelölhetőek a kőzetlemez távolodási területek (itt találhatóak az óceáni hátságok), a szubdukciós zónák (pl. a Csendes-óceánt körülölelő Tűzgyűrű) és vannak ismert kőzetlemez elcsúszási zónák is (pl. Szent András törésvonal). A földrengések többsége a szubdukciós területekhez kapcsolódik, de nem kizárólagosan, olvashatunk erről például az olaszországi földrengések kapcsán is, ahol a földkéregben lévő széthúzásos erők okozzák a földmozgásokat. Szintén e példán láthattuk azt is, hogy minél jobban szűkítjük a területet, a lemeztektonikai kép annál bonyolultabb, és nem biztos, hogy a nagy léptékű lemeztektonikai gondolkodás segít az események megértésében. Új-Zéland példája is ilyen.


Új-Zéland lemeztektonikai környezete (forrás: Wikiwand) és a november 18-ig regisztrált M>3 földrengések epicentrumai (Forrás: GNS Science)
Új-Zéland az Ausztrál- és a Pacifikus-kőzetlemez határán fekszik. Az Északi-szigettől keletre húzódó határ mentén az utóbbi – átlagosan 5 cm/év sebességgel mozgó – kőzetlemez bukik az Ausztrál-lemez alá. Délebbre haladva megváltozik a helyzet és a Déli-szigettől délnyugatra lévő határ mentén már az Ausztrál-kőzetlemez bukik a Pacifikus-lemez alá (amennyiben két óceáni jellegű kőzetlemez feszül egymásnak, akkor a közöttük lévő sűrűségkülönbség, amit nagymértékben megszab a kőzetlemez kora, határozza meg az alábukás jellegét). A két szubdukciós zóna között húzódik az Alpi-törészóna, ahol a kőzetmozgás alapvetően oldalirányú. Ennek északkeleti részét Marlborough törészónának nevezik, ahol a töréseket jelző vetők szétseprűződnek. Ezek az egyedi vetők is többnyire jobbos oldalelmozdulásos, ún. ’strike-slip’ jellegű töréseket takarnak. A legdélebbi vető a Hope-törés, ami mentén az átlagos elmozdulás évi 20-25 mm (most láthatjuk mit is jelentenek ezek az átlagos számértékek: hosszú évekig semmi nem történik, aztán egy-egy alkalommal a vető behozza a lemaradást és akár méteres elmozdulások is történnek). A Hope-törés keleti végén azonban változik a kőzettest elmozdulási irány: a Jordan-vető mentén feltolódásos mozgás történik, ami évi 4 mm nagyságrendű. Itt tehát már egymás felé közeledő kőzetlemezek okozzák a kőzettest elmozdulásokat. A Kaikoura térségben húzódó hegyvonulaton az emelkedés mértéke már évi 4-6 mm, ami az egyik legnagyobb Új-Zélandon. Nem véletlen tehát, hogy ez tekinthető Új-Zéland földrengésekben egyik legveszélyesebb területének. A novemberi földrengés a Hope-töréstől délre indult, de kiterjedt a tágabb környezetre is és egyre inkább északkelet felé vándorolt, aktivizálva további vetőket is.

A tetthely: a Marlborough törészóna tektonikai képe (Forrás: Benson és társai, GSA Bulletin és Wikipedia)
Furcsaságok egy földrengés körül
A november 14-i földrengés több, a megszokott földmozgásoktól eltérő jelleget mutatott. Egy kis erősségű földmozgással indult, majd jó egy perc után érte el a legnagyobb intenzitását. Továbbá, a legnagyobb töréses elmozdulás nem az epicentrum környezetében, hanem attól jó 100 kilométerre északra történt. Viszonylag kiterjedt területet érintett a töréses deformáció. Végül, a kapcsolódó szökőár lokális jellegű és nem túl magas hullámokkal járó volt.

Aktivizálódott törések és ahhoz ez a felszínen látható a Hundalee törés mentén(Forrás: GeoNet)
Mechanizmus, elmozdulások
A térségben 1950 előtt több nagy földrengés is volt, majd ezt követően nyugodttá vált a terület. Ez a nyugalom 2009-ben szakadt meg és úgy tűnik, hogy most egy újabb intenzív földmozgásos időszak kezdődött. A november 14. éjjeli földrengés tulajdonképpen kettő az egyben volt. Ez azt jelenti, hogy két eltérő jellegű földmozgásból állt: egy egymásra tolódó, és egy egymás mellett elcsúszó (ún. ’strike-slip’) földrengéspárból. Az erős földmozgás mintegy 2 percig tartott, azaz meglehetősen hosszú volt. A földrengés ahhoz a ritka földmozgásokhoz tartozott, amit először a 2010-es darfieldi eseménynél figyeltek meg, miszerint egyszerre több vető aktivizálódott és történt mind vertikális, mind oldalirányú elmozdulás. A függőleges mozgáshoz egy kisebb szökőár is kapcsolódott. A néhány méter magas hullámok azonban csak egy szűk területre korlátozódtak, aminek az lehetett oka, hogy a kőzettest elmozdulás is csak egy kisebb területet érintett és közel volt a partvonalhoz.
A modern GPS adatok segítségével részleteiben is sikerült rekonstruálni a tektonikai mozgásokat. A Kekerengu-törés mentén például az oldalelmozdulás mértéke elérte a 10 métert! A Campbell-fok, ami a Déli-sziget legészakibb pontja, 2 métert mozgott el észak-északkeleti irányba, miközben majdnem 1 métert emelkedett. A földrengés központjához közeli Kaikoura is 1 métert észak felé mozgott és 70 centimétert emelkedett. Mindezt másodpercek alatt! A földrengés Új-Zéland távolabbi területein is változásokat idézett elő, amelyek néhány centiméteresek voltak. E mellett, 80000-100000 kisebb-nagyobb lejtőcsuszamlás is történt, ami helyenként utakat, síneket vágott át, vízfolyamokat gátolt el, ami jelentős árvíz veszélyt jelenthet a jövőre amennyiben ezek a gátak átszakadnak.

Egy rövid mondatban: A földrengést (avagy földrengés sorozatot) az egymásnak feszülő lemezhatáron a Pacifikus-kőzetlemez hirtelen alábukása indíthatta el, ami megemelte a felette lévő kőzetlemezt, továbbá mivel az alábukás ferde szögben történhetett, ezért aktivizálta a Marlborough törészóna oldalelmozdulásos vetőit, ahol dominószerűen rakódott át a feszültség feloldás az északra lévő törésvonalakra, amelyek mentén kisebb-nagyobb jobbos nyírásos elmozdulások történtek.

Jobbos oldalirányú elmozdulás a Kekerengu törés mentén: a ház melletti beálló út (a képen a háztól jobbra) 10 méteres eltolódást mutat! (Forrás: Alex Perrottet, RadioNZ és GeoNet


Lejtőcsuszamlások: vasúti sínt eltoló, illetve folyóvizet felduzzasztó földcsuszamlás (Forrás: ABC News és NZ Herald)
A földrengés mérete
A GeoNet szerint ez volt a térség egyik legbonyolultabb földrengése, amelynek nagyságát, fészekmélységét nem volt egyszerű meghatározni. A szakemberek végül az előzetes 7.5 magnitúdó becslést M7.8-ra emelték. A földmozgás nagyságának meghatározásában az egyik nehézség abban rejlett, hogy a vetők menti elmozdulásokhoz kapcsolódó földmozgások viszonylag hosszú ideig (akár egy percen keresztül) tartottak, ami miatt a megszokott módszerek nem voltak alkalmasak a felszabaduló energia kiszámításához és az összes szeizmikus mérőállomás adatait, valamint helyszíni megfigyeléseket (törések nagyságának és hosszának felmérése) kellett összegyűjteni ehhez. Az M7.8 magnitúdó jelzi, hogy a földrengés jelentős energiát szabadított fel, viszonylag nagy területet érintett és a szokottnál hosszabban tartott. A tíz fokozatú módosított Mercalli intenzitás skálán (ami azt méri, hogy a megfigyelések szerint milyen hatású volt, mennyire lehetett érezni, milyen károkat okozott a földrengés) a földmozgás a törések közelében elérte a MMI VIII fokozatot, ami súlyosnak tekinthető, míg Wellington környékén VI-VII nagyságú volt, ami erősnek tekinthető. Szerencsére, a halálos áldozatok száma minimális, egyelőre két halálesetről tudunk.
Végül, fontos megjegyezni, hogy a nagy földrengésnek NINCS köze a média által hívott „szuperhold” jelenséghez. A Hold viszonylagos közelsége (ami korántsem olyan drámai, mint amit az elnevezés sugall) nem okoz olyan gravitációs vonzásbeli különbséget, ami kőzettest elmozdulásokat vált ki, mint ahogy nem hat a tűzhányók működésére sem!

Új szárazföld jött létre
A november 14-i földrengés egyik látványos következménye, hogy a Kaikoura és a Campbell-fok közötti partvidék mintegy 0.5-2 méter nagyságban megemelkedett. Ez azt jelenti, hogy az egykori sekély tengeri aljzat a felszínre került, ezzel a szárazföld nagysága megnőtt. Ennek az az oka, hogy a földmozgásnak itt egy függőleges elmozdulási komponense volt (erre vezethető vissza a kapcsolódó szökőár is), azaz a kompressziós, azaz összenyomódásos feszültség úgy szabadult fel, hogy egy ferde vető mentén a szárazföldi terület feltolódott (ez valahol nem más, mint a hegységképződés egy piciny eleme). Ez nem teljesen ritka esemény, Új-Zélandon korábban is történtek ilyen elmozdulások. 1931-ben egy hasonló nagyságú földrengés során Napier közelében 1-2 méteres függőleges eltolódás történt, ennek köszönhetően jött létre az új szárazföldön a település közeli reptér. Korábban, 1855-ben egy M8.2 földrengés során Wellington nagy része emelkedett hasonló mértékben, ahol végül egy fontos útvonal létesülhetett. A Kaikoura földrengésnek azonban ez csak egyik komponense volt, a többi vető mentén főleg oldalelmozdulások történtek. Ez az új helyzet a sekélytengeri környezetben élő, állandó vízborítást igénylő növények és állatok számára katasztrofális hatású és minden bizonnyal átrendezi az életteret.

Megemelkedett és felszínre került sekély vízi terület Kaikoura közelében (Forrás: GeoNet, Tonkin+Taylor, Kósik Szabolcs)
Megmentett legelésző tehenek
A földrengés után bejárta a világsajtót az a kép, ami három legelésző tehenet mutat. A két fejlett tehén és egy boci, mintha mi sem történt volna, folytatja tevékenységét, nem véve tudomást arról, hogy körülöttük, egy földcsuszamlás következtében, szó szerint beomlott a föld és már csak egy talpalatnyi kiemelkedésen vannak. A teheneket megmentették és most már kiterjedtebb füves területen folytatják a lakmározást. Az eset nem egyedüli, egy másik hír két további hasonlóképpen járt tehénről számolt be.

Egy földcsuszamlás következtében feldarabolódott legelő és egy ennek következtében egy szűk kiemelkedésen maradt legelésző tehenek (Forrás: www.stuff.co.nz és The Landslide blog)

Augusztus 24-én délután egy erős, 6,2 magnitúdójú földrengés rázta meg Olaszország középső részét. Az epicemtrum közel volt Accumolihoz, a földmozgás fészekmélysége nagyon sekélyen volt, mindössze 4 km mélyen. Ez a földrengés mindössze 45 km-re történt L'Aquilától, ahol 2009-ben volt egy ehhez hasonló nagyságú és tragikus kimenetelű földrengés, ami után pereskedés, olasz szakemberek bírósági elítélése, majd felmentése történt. Az idei augusztusi földrengés is sok halálos áldozattal járt, közel 300-an vesztették életüket (ebből 234-en Amatrice településen. Ugyanitt, szintén októberben, de 1639-ben volt már egy tragikus kimenetelű földrengés, amikor több mint 500-an haltak meg)! E mellett számos kulturális örökség is megsemmisült, mint például a St Agostino templom. A földrengést Rómában is érezni lehetett.



Sokkoló felvételek a földrengések előtt és után... (További fotók)
A szerencsétlenség ismét bírósági vizsgálatokat gerjesztett. Most azonban a nem földrengésbiztos épületek, az elmaradt rekonstrukciók és épület megerősítések miatt. Olaszország e része szeizmikusan kiemelten veszélyeztetett, ráadásul tele van középkori falvakkal, ahol a házfelújításokra szánt jelentős összegű pénzek sokszor eltűntek. A jelentős károk másik oka magában a földrengés jellegében keresendő. A fészekmélység sekélysége azt jelentette, hogy a felszínen jóval nagyobb és koncentrált károk keletkeztek. Nem volt azonban ez a lehetőség sem ismeretlen, erre is számítani lehetett. Októberben aztán újabb sokkoló földmozgások jöttek, köztük egy 6,5 magnitúdójú, ami az elmúlt 36 év legerősebb földrengése volt Olaszországban. A rengések a korábbi földmozgások közelében pattantak ki, mégpedig egy olyan területen, ami az 1997-es és a 2016. augusztusi földrengés hipocentrumok közé esik és ahol korábban több mint 100 éve nem volt nagyobb földrengés. A szakemberek azonban előre figyelmeztettek: ez a látszólagos nyugalom nem fog sokáig tartani!


A 2016-os földrengések epicentrumai az INGV térképein, valamint kapcsolata a 2009-es L'Aquila közeli földrengéssel. Forrás: Temblor
A földrengések epicentrumainak összehasonlítása azt mutatta, hogy 2009 után egyfajta dominó-effektusként a földmozgások észak-északnyugat felé haladnak. Szerencsére az augusztusi amatricei tragikus földrengés után a térség településein kitelepítették a lakosságot, ennek köszönhető, hogy októberben nem voltak halálos áldozatok (néhány szívrohamban meghalt személyen kívül). Ez felhívja a figyelmet arra, hogy bár földrengést nem lehet pontosan előrejelezni, azonban felkészülni és adott esetben védekezni lehetséges, amiben kulcsszerepet kapnak a szeizmológus szakemberek! Az időben meghozott intézkedések emberek ezreit óvták meg (1915-ben, e helytől mintegy 100 km távolságban, egy hasonló erejű földrengés 32 ezer áldozatot követelt!). De vajon miért ennyire földrengésveszélyes Olaszország középső vidéke? Csak az elmúlt 2000 évben több mint 400 súlyos földrengés történt Olaszországban. Ezzel együtt a térséget a szeizmikusan közepesen veszélyeztetett területnek tartják, legalábbis a földmozgások nagysága (magnitúdója) szerint. Ugyanakkor e terület veszélyességi kitettsége, sebezhetősége kiemelten magas, ami a nagy népsűrűséggel, a többnyire középkori építésű településekkel magyarázható. Ehhez járul hozzá még egy tényező, mégpedig a gyakori sekély fészekmélység, ami adott nagyságú földrengés esetében jelentősebb rombolást okoz. Földtani értelemben az alábbiakban kell keresni a magyarázatot.


A mediterrán térség földtani, tektonikai helyzetét az Afrikai- és Eurázsiai kőzetlemez közeledése határozza meg. Közöttük azonban számos kisebb kőzetlemez is található. Ezek mozgása az elmúlt 20-30 millió évben alábukási öveket, felgyűrt hegyláncokat és kinyíló medencéket hozott létre. Forrás: earthjay.com
Az Afrikai- és Eurázsiai-lemez közeledése nagymértékben meghatározza a Földközi-tenger térségében történteket. Azonban e két közeledő satuperem között több, kisebb-nagyobb kőzetlemez is található, ami e közeledés következtében forgolódik, keresi a legjobb helyét. A Földközi-tenger térségében e mellett két alábukási folyamat (a Kalábriai és a Hellén-ív mentén) is zajlik, amikor kőzetlemezek buknak a másik alá és nyomulnak be a földköpenybe (ennek neve szubdukció). A kőzetlemez közeledés egyik legmarkánsabb következménye azt Alpok felgyűrt vonulatának kialakulása. Az Appenninek vonulata szintén egy kőzetlemez alábukási folyamat eredménye. A szubdukció frontja fokozatosan haladt hátrafelé délkeleti irányban, ami mögött felnyílt a Tirrén-tenger medencéje. Ez utóbbi azt jelenti, hogy itt kőzetlemez szétsodródás történik mégpedig a szubdukció frontjának hátrálása miatt. A felső kőzetlemezt ugyanis húzza magára az alábukó kőzetlemez, ami ezáltal vékonyodik. A szubdukció a Ligur-tenger aljzatának földköpenybe való nyomulásával végül kb. 4 millió éve leállt és ekkor már kontinentális kőzetlemezek feszültek egymásnak (ennek neve kollízió). Ez gyűrte fel végül az Appenninek vonulatát, miközben a mélyben az alábukó kőzetlemez fokozatosan leszakadt. Az Adriai mikrolemez, Olaszországtól keletre, továbbra is mozog északnyugat felé, ütközve az Eurázsiai-lemezzel a Dinári térség mentén és emiatt számos földrengés pattan ki e zónában is. A Tirrén-tenger aljzatának tágulásos mozgása jelenleg is tart és ez a tektonikai helyzet alapvető változásokat idézett elő. Az Appenninek gyűrődési és feltolódási vetőhatárai felújultak, azonban pont ellentétes, mégpedig húzóerők hatására normál vetőkké váltak. Másképpen szólva, kb. 2 millió éve az egykor összenyomásos tektonika széthúzásos, azaz extenziós tektonikai helyzetté vált.


A Mediterrán térség kialakulása és kőzetalábukási övei (forrás: Spakman és Wortel


A Mediterrán térség jelenlegi feszültség irányai. Az Appenninnek mentén széthúzásos erők lépnek fel (forrás: Chris Rowan), ez pedig normál vetők menti lezökkenéses elmozdulást előidéző földrengésekhez vezet, amit a jobboldali ábra illusztrál (Forrás: ingvterremoti.wordpress.com
Ez az extenziós feszültségtér az Appenninnek mentén földrengéseket okoz, míg annak nyugati előterében, az olasz csizma nyugati peremén a vulkáni működést segíti elő. Fontos hangsúlyozni azonban, hogy az Appenninekben zajló földrengések és az attól nyugatra zajló vulkáni működés között NINCS közvetlen kapcsolat, azaz ezek a földrengések NEM váltanak ki vulkáni működést. A földrengések között azonban vélelmezhető a kapcsolat, azaz a 2009-es l'aquilai földrengés okozhatott olyan feszültség átrendeződést, ami további lezökkenéses földmozgásban folytatódott idén augusztusban, ami aztán további tektonikai vonalakat is aktivált és folytatódott ez a sorozat októberben. Ezt az INGV munkatársai is felvetették és ezért tudtak hatékonyan fellépni az októberi rengés előtt és kitelepíteni lakosságot. Ross Stein, a Temblor portálon részletesen értékelte a jelenlegi helyzetet és a lehetséges jövőbeli eseményeket is. Az alábbi ábrán az extenziós feszültségtérben kialakuló normál vetők nyomvonalait láthatjuk az októberi földrengés által érintett térségben. Ezek a vetők olyannyira fiatalok, hogy nem könnyű a kitérképezésük a felszínen. A Norcia közeli vető viszont világosan kirajzolódik. Ettől keletre található a Vettore-Bove vető, ahol a felszültség felszabadulás és ennek következtében kőzettest elmozdulás történt. Ennek a felszínen is látható jelei vannak, az elmozdulás helyenként közel 1 méter! A feszültség ennek következtében délnyugat felé tevődött át és végül a Norcia közeli Preci-vető közelében pattant ki az október 30-i földrengés. A jövőben messze nem zárható ki, hogy ez a domino-effektus, feszültség-átadás újabb vetőkre folytatódik, ami további földrengéseket okoz.

Extenziós feszültségtérben kialakuló normál vetők nyomvonalai az októberi földrengés által érintett térségben. Forrás: temblor

Látványos lezökkenéses elmozdulások az októberi földrengéseket követően. P. Galli és Marco Anzidei felvételei

Hosszú szünet után igyekszem újra rendszeres bejegyzésekkel jelentkezni a Tűzhányó blogon! Az elmúlt időszak nagyon sok feladatot rótt rám, ami miatt nem volt időm a bejegyzések írására. Sok érdeklődővel, csatlakozó olvasóval áradnak viszont a hírek a Tűzhányó blog Facebook csoportjában. Jól eső érzés azonban kapni az érdeklődő leveleket, hogy mikor lesz újra Tűzhányó blog bejegyzés, azaz van igény a némileg hosszabb írásokra is. Kezdődjön tehát most egy gyors hírrel, hogy aztán nem sokkal később jöjjön a beharangozott némileg hosszabb elemzés a közép-olaszországi földrengésekről!
Nem tagadom, hogy az egyik kedvenc vulkánom a szumátrai Sinabung, amelynek működését még ilyen távolból is folyamatosan követem. Hosszú-hosszú szunnyadás után felébredve 2010-ben nagy robbanásos kitörésekkel tért magához, majd kis szünet után 2003-tól megállás nélkül működik és ma a Föld egyik legaktívabb és legveszélyesebb tűzhányója. A kráterperemen újra és újra viszkózus, azaz nehezen folyós láva türemkedik ki, majd néhány száz millió köbméter térfogatot elérve, saját súlya alatt összeomlik. November 9-én sűrű felhő borította a tűzhányót és láthatatlanul, de dübörögve érkeztek az izzófelhők a hegy délkeleti oldalán. Lezúdulásukat csak a szeizmográfok rögzítették. Néhány nappal korábban még méretes lávadóm meredezett a hegycsúcson, november 10-re ez az utolsó darabig eltűnt! Nagy szerencse, hogy ez nem okozott tragédiát, nem tartózkodott senki sem a közelben!



A Sinabung kráterperemén kidagadó, már részben megcsonkult lávadóm 2016. október 28-án és ennek hűlt helye november 10-én. Fotó: Sadrah Peranginangin és Maz Yons
A természet, különösen a tűzhányók, örök változásban! Hatalmas piroklaszt-árak zúdulhattak le a vulkán oldalán, jóval nagyobbak, mint amelyek november 1-én, amikről Sadrah és Tibta Peranginangin közölt fantasztikus felvételeket, a forró hamurétegből felemelkedő porördögökkel, avagy hamuördögökkel!


November 1-én már hatalmas izzófelhők rohantak le a Sinabung oldalán... Fotók: Sadrah és Tibta Peranginangin.

...a november 9-én, felhők takarásában lezúduló izzófelhőket azonban csak a szeizmográfok erősen kilengő jelei dokumentálták. Fotó: Beidar Sinabung

Pontosan 25 éve, 1991. június 15-én volt a Fülöp-szigeteki Pinatubo kitörés legintenzívebb, pliniusi kitörése, amikor több, mint 20 kilométer magasra tornyosult a kitörési felhő. A vulkán oldalán gyorsan mozgó piroklaszt-árak alakultak ki a kitörési felhő részleges összeomlásának következtében. A kitörésről készült fotók közül az egyik legdrámaibb felvételt Alberto Garcia készítette. A fotó bekerült a Time magazin 20. század legmegrendítőbb fotóinak válogatásába, valamint a National Geographic által közzétett 20. század 100 legjobb fotói közé.
Piroklaszt-ár elől menekülő furgon a Pinatubo 1991. június 15-i kitörése során. Alberto Garcia felvétele
Garcia még mindig úgy emlékezik vissza a 25 évvel ezelőtt történtekre, mintha most lett volna. "Amikor a felvételt készítettem szívem majd kiugrott a helyéről s egész testem remegett" - mondja. A tűzhányótól mintegy 20-30 kilométerre voltak, amikor hirtelen sűrű forró vulkáni hamufelhő közeledett feléjük. A látvány megdöbbentő volt. Mindannyian arra gondoltak, hogy ezt nem élhetik túl. "Mindenki beugrott az autónkba, igyekeztem egy gázmaszkot is felvenni, amikor egy kék színű furgonra lettem figyelmes a felszínhez tapadva közeledő, gomolygó szürke hamufelhő előtt. Kinyitottam az autó ajtaját és igyekeztem egy fotót készíteni az 50 mm-es objektívemmel. Azonban ez nem volt igazán jó és gyorsan objektívet cseréltem. A 24 mm-es lencsével 8 képet lőttem. Bár bőven volt még hely a filmtekercsen, kivettem és biztonságos helyre tettem. Közben csak azért imádkoztam, hogy jól sikerüljenek a fotók. Tudtam, hogy akár meghalhatunk, de előtte azt akartam, hogy a kamerám megörökítse ezt a pillanatot. Éreztük a hőt, imádkoztunk, családunkra, gyermekeinkre gondoltunk". Később még számos felvételt készített a kitörés következményeiről, e különleges fotót azonban rögtön küldte New Yorkba, a Time magazinba, ahol a következő héten dupla hasábos cikk jelent meg az eseményről. Az autók konvojban haladva, nagy sebességgel menekültek egymás után. Az út mellett egy Aeta bennszülött integetett, hogy álljanak meg. Nem volt erre esély... "Az Aeta ember alakja is mindig ott van előttünk, akiért nem tudtunk megállni" - emlékezik Garcia a 25 évvel ezelőtti napra.
Alberto Garcia visszaemlékezése
A fotó megihlette a Szupervulkán c. film készítőit is. A film egyik jelenetében helikopterrel igyekeznek menekülni a gyorsan mozgó piroklaszt-ár elől, azonban szemben a pinatuboi eseménnyel, itt valósághűbb lett a kimenet... Az forró gázokkal és izzó vulkáni törmelékkel telített áradat elsodorta a menekülőket. Ezek a felszínhez tapadó piroklaszt-árak akár 150 km/óra sebességet is meghaladó gyorsasággal képesek mozogni és ezért kétségtelenül a vulkáni kitörések legveszélyesebb eseményei. Kialakulásuk a kitörési felhő összeomlásához kapcsolódik, amikor olyan mennyiségű vulkáni törmelékanyag jut a felszínre, ami már nem képes felfelé haladni, hanem saját tömege alatt összeomlik és lezúdul. A törmelékkel és gázokkal telített áradatot a gravitáció hajtja előre, ezért tapad a földfelszínre és ezért mozog többnyire topográfiai mélyedésekben, azaz völgyekben. A lezúduló anyagba levegő keveredik, ami felmelegszik és ezzel könnyebbé, kisebb sűrűségűvé válik környezeténél. Emiatt a gyorsan mozgó piroklaszt-ár fölött egyre jobban felfelé tornyosuló, gomolygó hamufelhő alakul ki. Hasonló piroklaszt-ár keletkezik akkor is, amikor egy vulkán csúcsán kitüremkedő lávadóm anyaga omlik össze vagy robban szét. Egy ilyen áradat mindent elsodor, mindent elpusztít. A növényzetet felégeti, utána csak elszenesedett, üszkös fadarabok maradnak, amelyek bekeveredhetnek a vulkáni üledékbe. Ezeket láthatjuk például Ipolytarnócon is a Borókás-árokban. Ilyen piroklaszt-ár pusztította el St. Pierre városát a Mt. Pelée kitörés során, Pompejit és Herculaneumot a Vezúv 79-es kitörése során és ilyenek rohantak le a Merapi 2010-es kitörésekor is.

1991. június 10-én megkezdődött a Fülöp-szigeteki Clark Air Base, amerikai katonai támaszpont kitelepítése, ami 15 ezer katonát érintett. Ennek oka a közeli, ezt megelőzően több évszázadon keresztül szunnyadó Pinatubo vulkán előző napi kitörése volt. Ezzel megkezdődött a 20. század második legnagyobb vulkánkitörése (az első helyet az alaszkai Novarupta-Katmai 1912-es kitörése foglalja el)! Az események felidézését az 5 évvel ezelőtti blogbejegyzés frissítésével tesszük. A 25 éve történt vulkánkitörés sok szempontból átformálta a vulkáni működésről, annak hatásáról és a védekezésről alkotott képet.
A Pinatubo 1991. június 12-i és 15-i pliniusi-kitörése az amerikai Clark Air Base katonai bázis felől. Forrás: Richard P. Hoblitt (Amerikai Geológiai Szolgálat)
A Pinatubo vulkán a fülöp-szigeteki Luzon szigetén található, 87 km-re a fővárostól, Manilától. Környezetében több százezer ember telepedett le, a sűrű erdővel borított lejtőin pedig az Aeta őslakosok éltek, akik még az évszázadokkal korábbi spanyol invázió elől menekültek fel a hegyekbe. A tűzhányó története mintegy 1,1 millió évre nyúlik vissza. Az ősi Pinatubo jórészt lávafolyásokkal építkezett, aminek lepusztult maradványán kezdte meg új életét a fiatal Pinatubo. Ennek viselkedése teljesen különbözött ősétől. Jóval ritkábban működött, akkor viszont hatalmas robbanásos kitörések formájában. Utolsó kitörése 1450-ben volt, azaz a környező lakosok közül senki sem emlékezett arra, hogy a Pinatubo egy veszélyes vulkán lehet. Ezt megelőzően 2500, 5500 és 9000 éve voltak kitörései, mégpedig mind nagy erejűek, VEI=6 nagyságúak. A vidék a 20. század végén békés volt tehát, az amerikaiak két nagy katonai támaszpontot építettek ki a közelben.
1990. július 16-án egy 7,7 magnitudójú földrengés pattant ki kb. 100 km távolságban a Pinatubotól. Ez felerősítette a gőzkiáramlást a hegy körüli geotermális területeken. 1991. március 15-én aztán több földrengés rázta meg most már a hegy környékét. A földmozgások két héten keresztül tartottak. Április 2-án több mint 500 év szunnyadás után aztán kitört a tűzhányó. A freatikus kitörések vékony vulkáni hamut terítettek szét a környéken. Nyilvánvalóvá vált, hogy a vulkán felébredt. A szakemberek rögtön műszereket helyeztek el a hegyen. A helyi vulkanológiai intézet (PHIVOLCS) segítséget kért az Amerikai Geológiai Szolgálattól, ahol az 1980. májusi Mt. St. Helens kitörést, majd a tragikus kimenetelű 1985-ös kolumbiai Nevado del Ruiz kitörést követően felállítottak egy mobil, bárhol bevethető vulkáni veszély-előrejelző csapatot. Chris Newhall vezetésével rohammunkában térképezték fel a tűzhányót és fedték fel vulkanológiai történetét. Kiderült, hogy a korábbi nagy kitörések során keletkezett piroklaszt-ár üledékek építik fel a hegy körüli síkvidéket. Ez azt jelentette, hogy egy újabb hasonló esemény bekövetkezésekor potenciális veszélyben lehet több százezer ember. Néhány hét alatt elkészült a vulkáni veszélytérkép, aminek adatai szinte száz százalékig igazolták a későbbi kitörés lefolyását.
A Pinatubo kitörése előtt készült vulkáni veszélytérkép és a kitörés utáni helyzet. A veszélytérkép pontosan jelezte előre hol várható legnagyobb pusztítás. A narancs szín a piroklaszt-árak, a szürke a laharok levonulási útvonalát jelzik. Forrás: H.U. Schmincke: Volcanism c. könyve
A pontos veszély előrejelzés azonban nem elég a hatékony vulkanológai védekezéshez (l. a kolumbiai Nevado del Ruiz 1985-ös tragikus példáját, ahol a vulkanológusok szintén pontosan jelezték előre a történteket, azonban nem sikerült meggyőzni erről a döntéshozókat)! A szakemberek településről településre jártak és a Krafft házaspár (Maurice és Katia mindeközben átrepült Japánba, hogy az éppen aktív Unzen kitörése során lezúduló piroklaszt-árakról készítsenek még hatásosabb, a veszéyl előrejelzésben még jobban használható felvételeket. Június 3-án egy váratlanul nagy és kiszámíthatatlanul mozgó piroklaszt-ár temette be őket örökre...) által készített, figyelemfelkeltő videofelvételeket levetítve igyekezték meggyőzni a lakosságot, hogy el kell hagyniuk lakhelyüket. Ez az akció is sikeres volt, így közel 300 ezer ember menekült el a vulkán környezetéből. Ezzel tízezrek életét sikerült megóvni!
Májusban a kén-dioxid kigőzölgés mértéke jelentősen megnőtt, két hét alatt napi 500 tonnáról 5000 tonnára. Június elején a műszerek a hegy feldomborodását mutatták, ami további egyértelmű jele volt, hogy nagy tömegű magma mozog felfelé. Ezt megerősítették a szeizmogramok adatai is. Június 7-én a korábbi erős kigázosodás következtében egy gázokban szegény, viszkózus dácit magma türemkedett ki a kráterből. A lávadóm 200 m széles és 40 m magas volt. A robbanásos kitörések június 9-én kezdődtek el majd 12-én, kora reggel egy pliniusi-kitörést követően 19 km magasra emelkedett fel a hamufelhő, amihez piroklaszt-árak is kapcsolódtak. 14 óra múlva egy újabb, 15 perces pliniusi-kitörés már 24 km magasra tolta fel a vulkáni hamuoszlopot. A következő nap reggel egy harmadik robbanásos kitörés zajlott, mindössze 5 percig, azonban 24 km magas hamufelhővel. Három óra szünet után jött a negyedik, az előzőhöz hasonló erősségű kitörés, amit egy folyamatos, 24 órán keresztül tartó kitöréssorozat követett. Ennek hamufelhő-oszlopa többször összeomlott és piroklaszt-árak és torlóárak rohantak le a vulkán mély völgyeiben, helyenként 200 m vastagságban kitöltve azokat.
Így változik meg minden néhány nap alatt: a Pinatubo az 1991-es kitörése előtt és után. A tűzhányón egy széles kaldera alakult ki. Fotók: Amerikai Geológiai Szolgálat (USGS)
Június 15. Fülöp-szigetek függetlenségi napjának ünnepe. A Pinatubo legnagyobb kitörése pont ekkor következett be. A baj nem jár egyedül, ugyanis ekkor érte el a térséget a Yunya nevű tájfun is. A sűrű esőben nem lehetett látni a paroxizmus kitörést, ami a mérési adatok alapján 34 km magas vulkáni hamufelhőt okozott. A 3 óráig tartó tombolás alatt számos piroklaszt-ár zúdult le, sok esetben 16 km távolságba is elérve! A 400-500oC hőmérsékletű áradatok üledékei még évtizedekkel később is alig vesztettek hőmérsékletükből. Az esőzések mobilizálták a laza vulkáni üledéket és szintén pusztító, iszapos zagyárak (laharok) rohantak le a völgyekben.
Így változik a táj (Pinatubo és környéke 1990-ben és 1992-ben) egy erős vulkánkitörés után. A Pinatubo környékén húzódó völgyeket piroklaszt-árak és laharok szürke üledékei töltötték ki.
A kitörés során 10 km3 vulkáni anyag (kb. 2-3 km3 magma) került a felszínre. A kiürült magmakamra teteje beomlott és a felszínen egy 2,5 km széles kaldera alakult ki, amit aztán tó vize töltött részben fel. A sikeres vulkáni veszély-előrejelzésnek és a hatékony kitelepítésnek köszönhetően „mindössze” 800 halálos áldozata volt a kitörésnek. A hatása azonban túlnyúlt a vulkán környezetén. A sztratoszférába kerülő közel 20 millió tonna kén-dioxid, kénsav aeroszollá alakulva kb. 0,5oC-kal csökkentette a globális átlaghőmérsékletet. Szerte a Földön színpompás naplementék alakultak ki.
A Pinatubo kitörést követő átlag hőmérséklet változás alakulása. Forrás: J. Hansen, NASA GISS
Mire hathat ki egy vulkánkitörés? Befejezésül egy érdekes történet erre. A kanadai Hudson-öböl a jegesmedvék kedvelt területe. 1992-ben különösen jó évük volt a jegesmaciknak. Ekkor ugyanis különösen hideg volt és emiatt az öböl jégtakarója az átlagosnál 3 héttel tovább tartott. Ez éppen elegendő volt ahhoz, hogy a kis jegesmedvék megerősödjenek. Ez az évjárat ezért kiemelkedően nagy példányszámú. Mi volt ennek az oka? Úgy tűnik egy távoli vulkánkitörés, mégpedig a fülöp-szigeteki Pinatubo vulkáné! Az 1991. júniusi hatalmas vulkánkitörést követő globális átlag hőmérséklet-csökkenés lehetett az oka, hogy a kanadai Hudson-öbölben tovább tartott a hideg időszak, ami kedvező körülményt jelentett a jegesmedve családoknak. Ezt a macipopulációt ezért Pinatubo-medvéknek nevezik.
A Pinatubo kitörést követően, 1992-ben különösen jó körülmények között nevelkedtek a kanadai Hudson-öböl jegesmedvéi. Ők a Pinatubo-medvék.
A Pinatubo kitörés mély nyomott hagyott a Fülöp-szigeteken. A fülöp-szigeteki kormány június 15-ét Pinatubo emléknapnak nyilvánította.

Az elmúlt hétvége meglehetősen mozgalmas volt a vulkánkitörések terén. Ezek közül két kitörési esemény érdemel különös figyelmet, ami ráirányítja a figyelmet a tűzhányók, a vulkánkitörések kettős természetére: szépek, vonzóak, de egyben veszélyesek és pusztítóak is. Az Etna az elmúlt napokban parádés kitöréseket produkált, míg az indonéziai Sinabung váratlan izzófelhője hét halálos áldozatot követelt.
Két vulkánkitörés a hétvégén: egy látványos (Etna) és egy pusztító (Sinabung) - a vulkáni működés két arca... (fotók: Fernando Famiani és Beidar Sinabung)
Az Etna több hónapos szünet után éledt fel újra a látványos 2015. december eleji kitörése után. Május 17-én este az Északkeleti kráterben kezdődtek kisebb lávatűzijáték kitörések különösebb korábbi előjelek nélkül. Ez a vulkáni működés a következő nap reggelén felerősödött és az erőteljes hamukibocsátás a tűzhányótól keletre okozott némi gondot. Délre a kráterek közelébe kihelyezett magasságmérő erős felszínemelkedést jelzett, félreérthetetlenül utalva arra, hogy friss magmatömeg nyomul fel. Nem sokkal dél után a Voragine kráter lépett működésbe, ahol pulzáló lávaszökőkút kitörés történt, a vulkáni hamuanyag pedig több mint 3 kilométer magasra emelkedett a tűzhányó fölé. Délutánra már láva is kicsordult és vékony folyamban ereszkedett lefelé a nyugati kráter peremen át. A lávaszökőkút kitörés mindeközben mérsékeltebb erősségű lávatűzijáték kitörésre váltott. Éjfélre ismét erőteljes felszínemelkedést mutattak a műszerek, az újabb feltóduló magma adag egy második paroxizmális kitöréshez vezetett a kora reggeli órákban, amit a rossz időjárási viszonyok miatt csak a műszerekkel lehetett érzékelni. Lapilli és vulkáni hamuszemcsék hulltak a tűzhányótól keletre eső területeken. A helyzet a következő napokban is hasonló volt. Egy újabb paroxizmális lávaszökőkút kitörés történt a Voragine kráter kürtőiből május 21. reggel, előtte és utána pedig csendesebb lávatűzijáték zajlott. Május 22-én a legfiatalabb kürtő, az Új Délkeleti kráter oldalában, is vulkáni hamut bocsátott ki, majd estére ismét az Északkeleti kráteré volt a főszerep, ahol folytatódtak a stromboli-típusú kitörések.
Az Etna látványos kitörései az elmúlt napokban (fotók: Francesco Tomarchio, Turi Caggegi, Alessandro Lo Piccolo)
Az Etna kitörése kisebb intenzitással a bejegyzés alatt is folytatódott. A vulkán ismét jelét adta, hogy hosszabb szünet után is nagyon gyorsan feléledhet és akár komolyabb figyelmeztető előjel nélkül is működésbe léphet. Ezt főleg a turistaszezon előtt fontos tudni!
Vulkánok mellett élni sok hasznot nyújt, azonban mindig ott van a fenyegetés is - mi van, ha megváltozik a vulkán természete és a szokotthoz képest eltérő módon működik? Ez az Etna esetében is fennáll, ami jelenleg jóval robbanásosabb kitöréseket mutat, mint korábban. Az indonéziai Sinabung tűzhányóról 2010. előtt azt gondolták, hogy már egy kialudt tűzhányó. Azonban 2010-ben váratlanul felébredt és jelenleg a Föld egyik legaktívabb és legveszélyesebb tűzhányója. Környezetéből több tízezer lakost telepítettek ki, a vulkán körül meghúztak egy veszélyzónát, ahova tilos belépni. Ez a helyzet azonban már 3 éve tart. Az ideiglenes táborhelyek sokak életét nehezíti meg. Az emberek hozzászoktak a gazdagon termő földek műveléséhez, a termések megélhetésüket biztosítják. Három éve azonban családok ezrei élnek nélkülözések között. Közben figyelik a vulkánt, vajon csendesedik-e, vajon befejeződik ez a hosszú vészhelyzet? A tűzhányó pedig folyamatosan és kiismerhetetlenül fenyeget. Csúcsán nehezen mozgó láva türemkedik ki, a lávadómok a meredek oldalon nem sokáig maradnak meg, egyszer csak szétesnek, leomlanak, amelyek mindent elsöprő izzófelhőket okoznak. A piroklaszt-árak kezdetben a vulkán déli oldalán söpörtek le, majd ezévben már a délkeleti oldal is veszélyessé vált. Az elmúlt hónapokban némileg változott a vulkáni működés jellege. Kevesebb volt az izzófelhő, többször volt rövid lefolyású vulcanoi-típusú robbanásos kitörés. Ez kisebb veszélyt jelentett a környező lakosságra.
Pusztító izzófelhő a Sinabung délkeleti oldalán május 21-én (fotók: Firdaus Surbakti, Beidar Sinabung)A Sinabung körüli veszélyzónák és települések, köztük Gamber falu a vörös zónában
Az emberek pedig egyre jobban vágytak, hogy visszatérjenek otthonukba. Többen nekiindultak és léptek be a veszélyzónába is. Megtehették, hiszen a kitett figyelmeztető táblákon kívül nem akadályozta őket senki. A vörös zónában lévő Gamber településre is egyre többen szállingóztak vissza, hiszen hónapok óta nem volt olyan esemény, ami kárt okozott volna a településen. Május 21-én, helyi idő szerint délután fél 3-kor azonban a tűzhányó csúcsán lévő instabil lávadóm tömeg szétesett, ami hirtelen felszínre hozta a belsejében lévő, gázokban dús, ezért nagy nyomás alatt lévő lávaanyagot is. Hatalmas izzófelhő zúdult le a délkeleti oldalon, a feltornyosuló hamufelhőben villámok cikáztak ezzel is félelmetesebbé téve a több száz Celsius fokú, száz kilométer per óra sebességet meghaladó gyorsasággal mozgó gáz és kőzettörmelék anyagot. Az elmúlt bő egy évben ezek az izzófelhők 2-3 kilométer távolságba jutottak. Ez azonban több mint 4,5 kilométert tett meg és átgázolt Gamber faluján is. A jelentések szerint heten haltak meg, további néhány ember súlyos égési sérülést szenvedett. Állatok pusztultak el, mindent szürke hamulepel borított. A meginduló eső pedig mindezt sárrá változtatta. Szörnyű tragédia, hasonló ahhoz, ami 2014. február 1-én történt, amikor 16-an estek áldozatul annak, hogy egy viszonylag csendesebb időszakban beléptek a veszélyzónába. Akkor is váratlanul érkezett egy szokatlanul nagy izzófelhő.
A Sinabung csúcsán kitüremkedő lávadóm május 9-én és annak hűlt helye május 22-én(fotók: Endro Lewa)
Tanulság van bőven! Egy aktív, látszólag megbízhatóan, kiismerhetően működő tűzhányó esetében is kell váratlan eseményekre számítani. A szakemberek, a vulkanológusok nem tudják órára, percre pontosan megmondani mi fog történni, azonban a veszélyhelyzetet, a lehetséges folyamatokat fel tudják vázolni. A vulkáni kitörés veszély előrejelzésnek azonban ez csupán az első, jóllehet nélkülözhetetlen és kiemelten fontos lépése. A következő lépés, hogy a hatóságok, a döntéshozók ennek megfelelő intézkedéseket foganatosítsanak. Azonban ez sem elég! A hatékony védekezéshez, a katasztrófa bekövetkezésének csökkentéséhez szükséges az is, hogy a vulkán közelében élő lakosok is értsék mi történik és mi történhet és ennek megfelelően hogyan viselkedjenek. Ez pedig a legnehezebb része mindennek. Szükséges hozzá a hatékony felvilágosító tevékenység, nem hiába egyre több vulkanológus kapcsolódik be abba a munkába, hogy ismeretterjesztéssel hívja fel a figyelmet a vulkánok veszélyes tulajdonságaira. A vulkanológusok tudják mi várható, azonban ezt tudni kell a vulkánok közelébe élő tízezreknek is. Sőt, millióknak, hiszen ma már közel 700 millió ember él potenciálisan aktív vulkán közelében. Ez azt jelenti, hogy a jövőben sokkal nagyobb tömegeket kell majd meggyőzni mit lehet, mit kell és mit nem szabad tenni egy vészhelyzet esetén. A Sinabung közeli visszatérő tragédiák figyelmeztetnek, miből KELL tanulni!
A Sinabung május 21-i kitörésének következményei... (fotók: Maz Yons és Endro Lewa). További megrázó képek a kitörés utáni állapotokról itt...
Végül pedig egy helyszíni videofelvétel a kitörésről:

Az elmúlt évtizedek klímaváltozása jogosan hívja fel a figyelmet arra, hogy az emberi tevékenység milyen mértékben alakítja környezetünk állapotát. Az ijesztő adatok láttán a politikusok is igyekeznek ajánlásokat megfogalmazni, egyezményeket kötni, hogy miképpen csökkenthető a szennyező anyagok, különösképpen a széndioxid kibocsátása. Habár az ember-környezet-klíma kapcsolat nem szorítható le egyedül a széndioxid kibocsátás kérdésére, ez annál jóval összetettebb kérdés, fontos látni azt is, hogy maga a természeti folyamatok miképpen befolyásolják környezetünk állapotát, ezen belül az éghajlatot. A vulkáni kitörések éghajlatot befolyásoló hatása már fél évszázada ismert, azonban ennek pontos mechanizmusának megértése csupán az elmúlt évtizedekre tekint vissza. A műszeres mérések tökéletesedésével, a klímamodellek rohamos fejlődésével, továbbá az egyre több jégfurat- és faévgyűrű adat alapján ma már nemcsak azt tudjuk, hogy a történelmi idők nagy vulkánkitörései, mint például az 1815-ös Tambora kitörés milyen hatással volt bolygónk éghajlatára és ezen keresztül a környezetre és a társadalmakra, hanem az is kimutatható, hogy az elmúlt 15 évben zajlott vulkánkitörések is némi mérséklést jelenthettek a globális átlaghőmérséklet növekedésre.
Nagy vulkánkitörések éghajlatváltoztató hatásának rövid magyarázata (ábra: Harangi Szabolcs Vulkánok c. könyvéből)
Új eredmények az Európai Földtudományi Unió éves konferenciáján
Az április végén zajlott, több mint 13 ezer előadás és poszter bemutatót felvonultató bécsi EGU (European Geosciences Union, azaz Európai Földtudományi Unió) konferencia (ezen több mint 100 hazai szakember is részt vett), amelyen például a vulkánok alatti magmatározókban zajló folyamatokra is egy teljes napi szekció ülés koncentrált, több nagy médiaérdeklődést kapó tudományos híre között szerepelt a középkori jelentős környezeti- és társadalmi változásokat vélelmezhetően előidéző 536-ban és 540-ben zajlott kettős vulkánkitörés.

Írásos dokumentumok a középkorból
Az 530-540 körüli időkben több feljegyzés született, hogy egy különös köd hónapokon keresztül nem engedte át a napsugarakat, csupán derengő napsütést eredményezve:
„Jel jött a Napból, amilyen fajtát soha ezelőtt senki sem látott és nem is számolt be ilyenről. A Nap elsötétült és tizennyolc hónapon át tartott a sötétsége. Minden nap úgy négy órát sütött, és még ez a fény is halovány árnyék volt csupán.” (Epheszoszi János)

„És ebben az évben került sor a legrémisztőbb előjelre. Merthogy a Nap ragyogás nélkül bocsátotta ki fényét, ahogy a Hold ebben az egész esztendőben, és szerfelett olyannak tűnt, mint a fogyatkozásban levő Nap, mivelhogy sugarai nem voltak sem világosak, sem olyanok, amilyennek megszokhattuk.” (Prokopiusz)536-ban váratlanul nagy hideg köszöntött be, terméskiesések voltak Európában, különösen az északi területeken és ehhez súlyos éhínség társult, ami társadalmi átrendeződést okozott. 541-ben súlyos pestisjárvány indult el. Ugyanebben az időben Közép-Amerikában is jelentős társadalmi változások zajlottak. A térség fejlett kultúrával és társadalommal rendelkező Maja birodalmában mutatkoztak súlyos zavarok. Korábban lakott területek váltak elhagyatottakká az 540 körüli években. A globális környezeti és társadalmi változásokat David Keys (Katasztrófa - Hogyan változtatta meg egyetlen természeti csapás a világtörténelmet? Vince Kiadó) 2002-ben magyarul is megjelent könyve részletesen bemutatja, és mindezt egy hatalmas vulkánkitörés hatásaként magyarázza. Ken Wohletz, ismert amerikai vulkanológus azt vetette fel, hogy esetleg a Krakataunak lehetett ekkor egy az 1883-as eseményhez hasonló nagy kitörése. Közvetlen bizonyítékokat azonban azóta sem sikerült erre összegyűjteni.

Egy különleges, „jeges” utazás a múltba
Az elmúlt évtizedekben Grönland és az Antarktisz vastag jégtakaróján is fúrások mélyültek, amelyek több tízezer év alatt keletkezett jég anyagát hozták a felszínre. Ezek elemzésének, a kapott új ismereteknek óriási jelentősége van a környezetváltozás megértésében. Fontos, eddig nem ismert adatok váltak ismertté a múlt vulkánkitöréseiről is. A legfrissebb jégfurat elemzési adatok, klímamodellezési eredmények, valamint vulkanológiai kutatások új megvilágításba helyezik például az előzőekben vázolt középkori eseményeket mozgató okokat. Matthew Toohey és munkatársainak vizsgálatai egyértelműsítik, hogy 536-ban és 540-ben is volt olyan vulkáni kitörés, ami nyomott hagyott a grönlandi és antarktiszi jégtömegben, mégpedig számottevő szulfátcsúcs formájában.
Egy jégfurat minta részlete a világosabb (nyári) és sötétebb (téli) időszakok rétegivel, jobbra pedig apró légbuborékokkal teli jégminta az Antarktiszról
Kénsav koncentráció csúcsok jégfurat mintában és a kapcsolódó vulkánkitörések(ábra: Harangi Szabolcs Vulkánok c. könyvéből) és dupla vulkánkitörések jégfurat minták elemzése alapján (Forrás: Harangi Szabolcs, Magyar Tudomány 2015. évi cikk)
A jég minden évben újabb réteggel gyarapszik, a ráeső hó vékony jégréteggé tömörödik. Közben a jég magába zár apró levegő buborékokat, amely tartalmazza az adott kor légköri szennyező anyagait is, mint például különböző vegyületeket és port. Nagy vulkánkitörések esetében a légkörbe vulkáni hamuanyag és vulkáni gázok is kerülnek, amik szintén csapdázódhatnak a jég keletkezése során. Az utóbbiak, mint például a kéndioxid a csapadékkal, hópelyhekkel kerül a jégmezőkre. A jégfuratokban pontosan visszaszámolhatók az éves jégréteg gyarapodások, azaz évre pontosan felfedhetők az akkori légkör jellemzői, így például a vulkáni szennyezés. A jégrétegek kéndioxid tartalma nagy pontossággal mérhető. A koncentráció csúcsokhoz hozzárendelhető az adott év és mindezek után már csak az a feladat, hogy ennek okát felfedjük. Az élesen kiemelkedő kéndioxid vagy kénsav koncentráció anomáliák nem magyarázhatók mással, csakis vulkáni működéssel. Ezzel egy nagy felbontású vulkáni kitörési archívumhoz jutunk, mégpedig olyan vulkánkitörések idősorához, amelyek jelentős mennyiségű kéndioxidot juttattak a légkörbe és ezzel potenciálisan módosíthatták az éghajlatot. Ma már több tízezer évre visszamenően ismerjük ezeket az adatokat, az elmúlt 2000 évre éves pontossággal! A kiemelkedő szulfát-csúcsok nagy része esetében sikerült azonosítani a vulkánkitörés helyét, azonban vannak még kérdéses események, amikor nem tudjuk melyik vulkánkitörés okozta a jégfurat mintákban megjelenő szennyezést. Ez magyarázható azzal, hogy az évszázadokkal ezelőtti vulkáni működésről nincs feljegyzés, nem sikerült még azonosítani pontos kormeghatározással az adott évben zajlott vulkáni működés anyagát vagy éppen a vulkánkitörés tengeri környezetben történt, azaz maga a vulkán sem látható.

A Maja birodalomban Teotihuacán városállama fejlett civilizációt épített, azonban a 6. század közepén hirtelen változás történt...
Középkori társadalmi zavarok és változások
Toohey és munkatársainak nagy felbontású jégfurat elemzése és az ehhez kapcsolódó klímamodellezése rámutatott arra, hogy 536-ban és 540-ben is volt egy jelentős vulkánkitörés és mindkettő nagy mennyiségű kéndioxidot bocsátott a légkörbe. A modellszámítások eredménye pedig azt jelzi, hogy mindez több mint 2oC hőmérsékletcsökkenést okozott az északi féltekén. Ez nagyobb, mint bármely hasonló esemény az elmúlt 1200 évben! A számítások szerint a két vulkánkitörés 30, illetve 50 millió tonna kéndioxidot küldött a légkörbe, az utóbbi érték megegyezik az 1815-ös Tambora kitörés kéndixoid produktumával. A jelentős klímaváltozás, ami a kettős vulkánkitörés miatt egy teljes évtizeden keresztül éreztette hatását, természetesen befolyásolta a mezőgazdasági terméshozamot. Ez a feljegyzések szerint különösen Skandináviában okozott súlyos gondokat, azonban a Föld egy másik részén is lényeges társadalmi változások történtek. Ekkorra, azaz a 6. század közepére, tehető a fejlett Maja civilizáció történetében egy feltűnő változás, ami társadalmi zavarokra utal. A maják hirtelen elhagyták korábban mezőgazdasági művelésbe bevont területeiket, a korábban virágzott, fejlett Teotihuacán városállamának hatalma lehanyatlott, a város elnéptelenedett. A romok alatt talált csontvázak vizsgálata kimutatta, hogy a lakosság hiányos táplálkozásban szenvedett, azaz a hanyatlásban vélhetően szerepet játszhatott az éhínség. A mozaikkockák összerakásával kibontakozik mindennek oka, egy nagy vulkánkitörés okozta klímaváltozás, jelentős hőmérsékletcsökkenés, ehhez kapcsolódó terméskiesés és a következmény, a súlyos éhínség, amely társadalmi zavarokhoz, társadalmi átalakuláshoz vezetett.
Vajon melyik vulkán okozta a Maja birodalomban történt 6. századi jelentős zavarokat? Az Ilopango (El Salvador, balra) vagy az El Chichon (Mexikó, jobbra)?
Vulkánkitörések nyomában
Az 1500 évvel ezelőtti vulkáni kitörések azonosítása nem egyszerű feladat. A két póluson lévő (grönlandi és antarktiszi) jégfurat minták együttes értékelése segít szűkíteni a kört. Az 540-es esemény ezek szerint nagy valószínűséggel trópusi területen történt (mivel mindkét jégterület mintáiban megvan a nyoma). Az 536-as vulkánkitörés ezzel szemben a grönlandi jégfurat mintákban hagyott nyomot, ami alapján az északi sarkkör térségében (Izland, Alaszka) kell keresnünk a bűnöst. Indul tehát a nyomozás! Az 536-os vulkánkitörés helyére korábban a salvadori Ilopango pályázott, azonban egy holland kutatócsoport most egy újabb változattal állt elő. Szerintük a mexikói El Chichon vulkán kitörése állhat mindennek hátterében és okozhatta a közelben lévő maja társadalomban a jelentős változásokat. Az egykori maja területen megtalált vulkáni hamuréteg korára ugyanis 546+/-16 évet kaptak. Ez hibahatáron belül tartalmazza az 540-es kitörés évét, továbbá a vulkán 1982-es kitörése óta tudjuk, hogy jelentős mennyiségű kéndioxidot tud a légkörbe bocsátani nagyobb kitörései során.

Globális perspektíva
Ezek az új eredmények is megerősítik, hogy a történelmi időkben, az elmúlt 2000 évben számos olyan vulkánkitörés volt, ami jelentős, globális változást okozott az éghajlatban. Ez természetesen hatott az akkori társadalmakra és sok esetben jelentős zavarokat, társadalmi változásokat okozott. A jégfurat minták elemzése alapján tudjuk, hogy ebben az időszakban legalább 50 ilyen vulkánkitörés volt, azaz évszázadonként átlagosan kettő. Az új kutatási eredmények azonban rámutatnak arra, hogy abban az esetben, amikor e nagy vulkánkitörések időben egymáshoz közel történtek, akkor hatásuk felerősödött és akár egy évtizeden keresztül is súlyos gondokat okozott. Ezek az új tudományos eredmények felhívják a figyelmet arra, hogy
(1) fontos nagyobb figyelmet fordítani a természeti események és társadalmak kölcsönhatására, amit új, interdiszciplináris kutatások segíthetnek elő;
(2) nem szabad lebecsülni a vulkánkitörések globális hatását még akkor sem, ha ez elmúlt évtizedekben nem volt ilyenre példa (azonban l. a nem túl erős Eyjafjallajökull vulkánkitörés 2010-es jelentékeny társadalmi hatását);
(3) ilyen vulkáni események a jövőben is lesznek, sőt akár a következő évtizedekben is bekövetkezhetnek. A múlt eseményeiből kiolvasható milyen hatásra kell felkészülni, most a jelenlegi társadalmakon, a döntéshozókon a sor, hogy vajon tudnak-e pro-aktívak lenni és forgatókönyvet létrehozni a szakemberekkel együtt egy a jövőben minden bizonnyal bekövetkező, nagy impaktú természeti eseményre;
(4) sokkal jobban kell ismernünk környezetünket, a természeti folyamatokat, azok lokális és globális hatását, mert ezek jelentős mértékben befolyásolják a társadalmak életét és lássuk be, a technológiailag fejlett, modern társadalmunk meglehetősen sérülékeny. Ennek fényében erősen megkérdőjelezhető és szűklátókörűségre vall, hogy az amúgy is nagyon szűkre szabott földrajz oktatást egyre jobban szorítják vissza a középiskolai tanrendben.
Merre tovább büszke, sebezhetetlennek hitt, modern társadalom?...

A közelmúltban érdekes dokumentumok kerültek elő (köszönet Bart Krawczyknak) mutatva, hogy miképpen igyekeztek félelmet nem ismerő, a tudományért a vakmerőséget is vállaló emberek működő vulkán kráterébe lejutni több mint 100 évvel ezelőtt. Érdekes volt olvasni a Popular Science 1933. áprilisi számát már csak azért is, mert bár a közlés szerint egy francia mérnök a szerző, neve alapján, Arpad Kirner, azonban kétségtelen a magyar származás. Ezt megerősítik korabeli újsághírek is, mint például a Colonist 1914. június 11-i, valamint a Oamaru Mail 1914. június 5-i száma is. Sajnos, azonban ennél többet nem sikerült megtudni Kirner életéről. Mindenesetre ismét egy érdekes magyar vonatkozás a vulkanológia korai történetéből (l. pl. a Mt. Pelée kitöréséhez igyekvő Angelo Heilprin, amerikai vulkanológus, aki Sátoraljaújhelyen született 1853-ban, Heilprin Mihály gyermekeként - róla hosszasan olvashatunk a Vulkánok c. könyvemben, vagy például Ernesto Emanuele Oblieght, azaz Oblieght Ernő mérnök, akinek kezdeményezésére és kivitelező munkájának eredményeként épült meg a Vezúvra felvezető 'Funicula')!
Árpád Kirner a Stromboli tűzhányón 1914-ben és az erről szóló 1933-ban megjelent írás a Popular Science magazinban
Kirner nem sokkal az olasz Malladra után ereszkedett egy aktív vulkán kráterébe. Malladra, a Vezúv Obszervatórium professzora, 1912. tavaszán a Vezúv kráterébe merészkedett le, Kirner pedig a Strombolit választotta. "Egy vékony azbeszt kötélen lógtam, alattam a fortyogó láva és gomolygó gázok... lógtam a kötél végén, majd leereszkedtem a mintegy 250 méter mélyen lévő vulkán torkába" - írta később élményeit Kirner. Fejét acél sisak, testét azbeszt öltözet védte. Az azbeszt kötelet egy csigára erősítette a kráter peremén, hogy az ne szakadjon el az éles köveken. Kirner mindenre felkészült. Az azbeszt kötélre egy huzalt is erősített, ami a fején lévő elektromos lámpát működtette. Ahogy leérkezett, megvizsgálta a körülötte lévő színgazdag kőzeteket, majd rögtön átvillant az agyán "vajon elég erős az azbeszt kötél, vissza tudok majd jutni ebből a pokolból?". De folytatta munkáját, amiért jött, hőmérsékletet mért (több mint 100 Celsius fokot), megfigyeléseket tett. "A körülöttem lévő levegő hőmérséklete vagy 40 fok volt, telve volt mérgező, kénes gázokkal". Kirner azonban erre is felkészült, hátán oxigén palack volt. Közben a tűzhányó torkából időszakosan izzó lávacafatok törtek ki. A robbanásos kitörések közötti időben Kirner a kürtőhöz rohant és benézett az izzó magmával kitöltött üregbe: "...mit láttam? A gázok és gőzök felhője alatt izzó lávatenger hullámzott, fortyogott". Majd hirtelen emelkedni kezdett a szintje és menekülni kellett a kürtő közeléből, mert jött a következő robbanásos kitörés. Kirner három órát töltött a kráterben, gáz- és kőzetmintákat gyűjtött, valamint felvételeket készített fényképezőgépével. Teljesen kimerülve küldte a fényjelzést társainak, hogy húzzák fel. Az oxigén már elfogyott palackjából és kénes levegőtől fulladozva ért fel.
Árpád Kirner első útja a Stromboli kráterébe, majd barátjával Paul Musterrel a Sciara del Fuoco lejtőjén
Nem sokkal később Kirner visszatért a Strombolihoz, ahová barátja Paul Muster kísérte el. A Sciara del Fuoco lejtőjéhez igyekeztek, ahol izzó lávadarabok zúdultak alá a tengerbe. Ez alkalommal két, teljes testüket védő, henger alakú acélpáncélt viseltek és egy filmfelvevő kamerával készítettek felvételeket. Miközben társa egy érdekes kőzetdarabot igyekezett begyűjteni, a meredek oldalon megindult egy izzó kőzetfolyam pontosan feléjük. Menekültek ahogy tudtak, nehéz acélöltözetüket ledobták magukról és rohantak lefelé. A veszélyes kalandot kisebb zúzódásokkal ugyan, de megúszták... E látogatásról csupán néhány felvétel maradt fenn, mint az alábbi film összeállításának elején (köszönet Tobias Luschnernek a videofelvétel megosztásáért!):

Anfänge der Vulkanologie from Tobias Luschner on Vimeo.

Az elmúlt napokban kétszer is erőteljes kitörés zajlott a guatemalai Santiaguito lávadómcsoport (Santa Maria vulkán) Caliente kúpján. A kitörések nem sok előjellel, egyik pillanatról a másikra következtek be és a mintegy 2 kilométer magasra emelkedő vulkáni hamufelhő alján polipkarszerűen zúdultak le a piroklaszt-árak. E kitörések egy viszonylag hosszabb nyugalmi időszak után következtek be, akárcsak a japán Kagoshima közelében lévő Sakurajima tűzhányó esetében. Ez az utóbbi, amúgy hiperaktív vulkán szeptember vége óta szunyókált, az ilyen hosszú ideig tartó csend szokatlan volt, és aztán február 5-én ébredt fel. Ráadásul a tőle megszokott látványos módon: hatalmas hanghatás közben izzó lávacafatok repültek magasra ki a Showa kráterből, a sűrű vulkáni hamufelhőben pedig villámok cikáztak. Vajon mi dönti el azt, hogy egy vulkán kitör vagy alszik, mi dönti el, hogy a kitörés lávaöntő vagy robbanásos lesz? Előre tudják ezt jelezni a vulkanológusok?
Hirtelen ébredés... Február 5-én a guatemalai Santiaguito vulkán Caliente kúpja és a japán Sakurajima is nagy robajjal tört ki. Balra: Caliente, El Quetzalteco február 7-i fotó, jobbra Sakurajima, február 5-i Kyodo fotó
Gázok szerepe...
A tét nem kicsi, hiszen fontos tudnunk azt mire készüljünk, mire készítsük fel a lakosságot! Fontos tudnunk azért is, mert hasonló kérdésre egy sűrűn lakott település közelében lévő vulkán esetében is válaszolni kell, ahol akár több százezren is érintettek lehetnek... Február 3-án az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport meghívására, a kőzettani vulkanológia egyik vezető szakembere tartott Budapesten előadást az MSA Distinguished Lecturer sorozat keretében. Olivier Bachmann, a zürichi ETH professzora az előadássorozat keretében két előadást adott meg, amiből választani lehetett. A többség a szupervulkánokról szóló beszámolót választotta, nekem azonban a másik témára esett a voksom: "Dynamics of exsolved volatiles in magma reservoirs and volcanic conduits; stow or blow, or flow or blow?". Ennek aktualitását jelzi, hogy a közelmúltban három jelentős tanulmány is megjelent e témában. Yan Lavallée és munkatársai pont a Santiaguito példáján mutatták be azt, hogy a mély kürtőcsatornában zajló eseményeknek milyen kulcsszerepe van a robbanás kitörések kialakulásában. Michael Stock és kutatótársai arra mutattak rá, hogy milyen gyorsan peregnek fel az események és akár nagyon kevés előjel nélkül is felszínre robbanhat a magma. Végül Wim Degruyter és társai a Santorini alá néztek és modellszámításokkal igyekeztek megérteni, hogy mi kell ahhoz, hogy a magma ne csak tárolódjon, hanem a felszínre törjön!

Adj egy kis hőt és már robbanok is!
Röviden, mit tudunk jelenleg ezekről a kulcskérdésekről? Lavallée és társai egy általánosan elfogadott nézettel szemben vetették fel, hogy a robbanásos kitörés egyik mozgatórugója a sekély mélységben bekövetkező hőmérséklet-emelkedés lehet. Ez különösen olyan magmák esetében lehet fontos, amelyek viszkózusak, azaz lassan mozognak. Ilyen például a Santiaguito kitöréseit tápláló dácitos magma (ilyen összetételű vulkáni kőzetek építik fel a székelyföldi Csomádot is). Az általános recept a robbanásos kitöréshez az, hogy a felemelkedő magmából, a nyomáscsökkenés következtében kiválnak az addig oldott állapotban lévő gázok (hasonlóan, mint amikor kinyitjuk a pezsgős palackot). A felszín felé közeledve egyre több gázbuborék jelenik meg a magmatestben, ami egyre nagyobb belső nyomást jelent és egyszer csak ez a belső feszítőerő meghaladja a magma feletti kőzettest szakítószilárdságát és a túlnyomás hatalmas robbanással szabadul fel, a magma pedig ici-pici darabokra szakadva robban a felszínre. Lavallée és társai azonban egy másik mozgatórugóra is felhívták a figyelmet: ugyanezt okozhatja a hőmérséklet emelkedése is! Vegyünk egy egyszerű kísérletet: ha a pohárban lévő cola már hosszú ideje áll és belőle eltávoztak a buborékok, akkor visszaállíthatjuk a "gázos ízvilágot" ha kicsit felmelegítjük. Ekkor ismét buborékos lesz az ital, azonban nem azért mert felforr az ital! Mindezt jóval alacsonyabb hőmérsékleten elérhetjük. Igen ám, de mi okozza a hőmérséklet emelkedését a felszínre törő magmában? Erre több lehetőség van: (1) a kristályok kiválása hőfelszabadulással jár és ez adott esetben akár közel 100 fokos hőmérséklet emelkedéssel járhat. (2) a viszkózus magma mozgása közben nyíróerők lépnek fel. A felhalmozódó feszültség akár 200 fokos hőmérséklet emelkedéssel járhat. (3) végül a felnyomuló magma szélén, a már szinte majdnem kikristályosodott pereme és a kürtőfal kőzete között jelentős súrlódás, dörzsölődés zajlik, ez helyi szinten akár 1000 fokos hőmérséklet emelkedést jelenthet, ami miatt a magma kristályos része helyenként visszaolvad. Ezek a tényezők együttvéve hozzájárulnak ahhoz, hogy a magmában gázbuborékok alakuljanak ki, amelyek a viszkózus magmában különösen nagy belső feszítőerőt fejtenek ki. Ez pedig robbanásos kitöréshez vezet. Az ilyen kitörések vulcanoi-jellegűek, amikor a hatalmas robbanás a levegőben lökéshullámot indít el, kisebb-nagyobb izzó kőzetblokkok hullnak, akár több száz méterre a kürtőtől, majd a vulkáni hamufelhő több kilométer magasra tódul. Közben a kürtő közeli nagy tömegű része összeomlik és a vulkán oldalán zúdul le piroklaszt-ár formájában.
Ömlik vagy robban? Ehhez, egy új kutatási eredmény szerint hőmérséklet emelkedés is szükséges. Ennek egyik előidézője az lehet, hogy a nagyon viszkózus magmák felnyomulása közben a magmatest és a kürtőcsatorna kőzete között jelentős súrlódás zajlik és ez a kőzetdörzsölés több száz fokos hőmérséklet emelkedést jelent. A baloldali képen a Mt. St. Helens 2006. májusi lávadómja látható. Ennek egyik fala teljesen sima, ami arra utal, hogy a magma szinte már teljesen kristályos, azaz majdhogynem szilárd állapotban türemkedett ki és csiszolódott le a kürtőfalon. Itt ez a folyamat a felszínhez közel játszódott le és ez nem okozott robbanásos kitörést. A guatemalai Santiaguito, a szumátrai Sinabung és a montserrati Soufriére Hill heves robbanásos kitöréseit (jobbra a Soufriére Hills egyik vulcanoi kitörése) azonban részben ez okozhatta. (balra USGS fotó, jobbra Jonathan Stone fotója)
Az események a végén nagyon gyorsan felperegnek...
Ezt állítják Michael Stock és társai, akik az olasz Campi Flegrei egyik, 4000 évvel ezelőtti kitörésének anyagát vizsgálták. Kutatásuk alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a több kilométer mélyen lévő kristályosodó magmás test hosszú ideig vízben telítetlen állapotban marad, ami azt jelenti, hogy benne nem indul meg a gázbuborékok kiválása. Ahhoz, hogy a magma elinduljon a felszín felé az kell, hogy a magmakamrába friss, oldott gázokban magma érkezzen (ez a gyakori eset) vagy olyan helyzet alakuljon ki, hogy a kristályosodás annyira előrehaladt, hogy a maradék magma oldott gázokban túltelítetté válik, ami a megemelkedő hőmérséklettel együtt gázbuborék kiválást okoz. Ez lecsökkenti a magma sűrűségét és ez adott esetben elindíthatja felfelé. A magma mozgása kezdetben cammogós, de aztán hirtelen nagy sebességre kapcsol és szédítő gyorsasággal robban a felszínre. Stock és csoportja a kitörési anyagban lévő apatit ásvány elemzése alapján mutatott be megfigyeléseket. A magma felhabzása, azaz a gázok tömeges kiválása tehát csupán közvetlenül a kitörés előtt megy végbe és így szinte előjel nélkül történhet a heves robbanásos kitörés. Érdemes visszaemlékezni a chilei Chaitén 2008-as és a Calbuco 2015. áprilisi kitörésére. Mindkét esetben csupán néhány órával a nagy robbanásos kitörés előtt észleltek jeleket a szakemberek, azaz nem maradt sok idő az előkészületekre.
Hipp-hopp és bummmm! A chilei Chaitén (balra) 2008-as és a Calbuco (jobbra) 2015-ös kitörése előtt nem több mint néhány órával észleltek a szakemberek jeleket... Mi lenne, ha mindez a sűrűn lakott nápolyi térségben, a Campi Flegrei kalderában történne?...(fotók: USGS és time.com)
Jön vagy marad?
Már csak az a kérdés, hogy mi kell ahhoz, hogy elinduljon a magma felfelé? Wim DeGruyter és társainak erre is van válaszuk. A Santorini 3600 évvel ezelőtti kitörése sokak által ismert. Az akkor kialakult széles kaldera közepén azóta egy méretes sziget alakult ki. A Nea Kameni utolsó kitörése 1950-ben történt. 2011-12-ben azonban a földrengések növekvő száma és a felszín emelkedése egyértelműen jelezte, hogy jelentős mennyiségű magma érkezett a néhány kilométer mélyen lévő magmakamrába. Kitör vagy nem tör ki a vulkán, latolgatták sokan. Végül nem következett be kitörés, a kérdés azonban megmaradt: jó 50 millió köbméter friss magma nyomult fel és ez nem volt elég ahhoz, hogy kitörést indítson el. Akkor mi kell ehhez? Degruyter és csapata modellszámításokat végzett, amiben azt vizsgálták, hogy a magmafeláramlás mértéke (adott idő alatt mekkora mennyiségű magma érkezik a magmatározóba) és a feltöltődés idejének hosszúsága mennyiben válaszolja meg a tárolás vagy kitörés kérdését. Azt találták, hogy nem jó a gyors feltöltés, de a hosszan elnyúló időszak sem. 50 köbkilométer nagyságú magmatározó esetében jó 50 évig tartó feltöltési időszak, évente 0.05 köbkilométer feltöltési intenzitással hozhat létre egy olyan túlnyomás értéket, ami már kitöréshez vezethet. Érdekes módon vizsgálatuk szerint nagyobb az esély a kitörésre akkor, ha a magkamrában gázbuborékmentes magma van (a nyomás ebben esetben ugyanis sokkal gyorsabban nő, mert az ilyen magmában az összenyomhatóság jóval kisebb). Végül, azt is hangsúlyozzák, hogy kisebb nagyságú magmakamra esetében nagyobb esély a kitörésre adott magmafeláramlás és feltöltési idő esetében.
A Santorini kaldera közepén lévő Nea Kameni utoljára 1950-ben működött (balra), azóta a felszínen nyugalom van (jobbra) jóllehet több millió köbméter magma nyomult a néhány kilométer mélyen lévő magmakamrába 2011-12-ben. (fotók: www.greece-is.com és Hartmut Inerle)
Jutott a vulkanológiai megismerés előrébb?
Igen, nem is keveset! Ezek a legfrissebb eredmények már kvantitatív magyarázatot is adnak a vulkánkitöréseket megelőző eseményekre. Ezek a tudományos eredmények hozzásegítenek ahhoz, hogy jobban megértsük azt, hogy mi előzi meg a különösen veszélyes robbanásos kitöréseket és mindez lefordítható arra is, hogy milyen jeleket kell keresnünk. Jelenleg úgy tűnik, hogy nagyon váratlanul, akár minden előjel nélkül is lehetnek hatalmas robbanásos kitörések, amik különösen aggasztónak tűnnek a Nápolyi-öbölben élőknek vagy a Santorini szigetére látogatóknak. Azonban ezek az új eredmények segítik, hogy újabb módszerekkel, akár a felszínmozgás még pontosabb követésével, a hőanomáliák változásának detektálásával, a kőzettest feszültségváltozás még finomabb skálájú mérésével növelhessük az előrejelzés idejét. Minden perc számít, ezért kiemelten fontosak ezek az eredmények és igen, közelebb jutunk ezzel a hatékonyabb vulkánkitörés előrejelzéshez! Azonban kellenek még további kutatások, alapkutatások, hogy még jobban megértsük a vulkánkitörések előtti folyamatokat. Ezek az eredmények pedig mind beépülnek a védekezésbe, felkészülésbe. E tudáshalmazra pedig előbb-utóbb nagy szükség lesz. Kérdés mennyi időnk van egy következő, sűrűn lakott területen bekövetkező kitörésig?... Váratlan lesz vagy lesz valamennyi időnk?...