|
|
A vulkanológia, azaz a vulkáni működés sokrétű
kutatása az egyik legrégebbi (hiszen már Anaxagorász és
Arisztotelész is behatóan foglalkozott vele mintegy 2500 évvel
ezelőtt), és az egyik legújabb (hiszen az elmúlt néhány évtizedben
hatalmas változáson ment keresztül) tudományterület. Jelentősége nem
lebecsülendő, hiszen olyan természeti folyamatot kutat, amely a Föld
kialakulása óta, azaz mintegy 4,6 milliárd éve formálja bolygónkat.
A vulkáni kitörések közvetlen és szoros kölcsönhatásban vannak a
környezettel, befolyásolják az élővilágot, átalakítják a felszíni
formákat, módosítják a klímát, kihatnak társadalmi folyamatokra.
Nincs kétség afelől, hogy ez a jövőben is így lesz.
Bevezetés
A kezdeti, majd évszázadokon keresztül megmaradó, a Föld belsejében
fújó tüzes szelek elméletét csak a 18. században váltotta fel a
földköpenyben történő magmaképződés modellje. A vulkanológia ezután
sokáig csupán leíró jellegű tudomány maradt, a vulkán működésére és
képződményeinek jellemzésére koncentrált. A 20. század nagy, és
sajnos sok esetben tragikus kimenetelű vulkánkitörései (például a
Mt. Pelée 1902-es, a Mt. St. Helens 1980-as, a Nevado del Ruiz
1985-ös kitörése) azonban alapvető változásokat indítottak el.
Részben ezeknek is köszönhető a vulkanológiai tudást az elmúlt
évtizedekben jelentősen átalakító fejlődés. A jelenleg is formálódó
új területek a társtudományok ismereteinek bevonásával erősödtek
meg. A vulkáni kitörések mechanizmusát, a kitörés előtti
magmakamra-folyamatokat többek között a fizika és a termodinamika
törvényszerűségei alapján értelmezik. A magmakamra-folyamatok
rekonstruálásában ma már nélkülözhetetlenek a nagy felbontású
kőzettani és geokémiai vizsgálatok, ezek integrálása a
termodinamikai ismeretekkel. Ugyancsak erős fizikai alapokon
nyugszanak a vulkáni kitörési felhők mozgásának leírásai, azok
terjedésének modellezései. A robbanásos kitörésekben kulcsszerepet
játszó vulkáni gázok magmában való oldhatósága, abból való kiválása
a kémiai tudástáron alapulva kap egyre finomabb magyarázatot. A
vulkánkitörések előrejelzése ma már nagyon erős matematikai alapokon
nyugszik. Természetesen nem hagyhatók ki az új kísérleti eredmények
sem, amelyek igyekeznek a vulkánkitörések számos folyamatát
szimulálni. Az orvostudománnyal együttműködve számos vulkanológus
dolgozik azon, hogy jobban megértsük a vulkánkitörések során az
emberekre és más élőlényekre leselkedő egészségügyi
veszélyforrásokat.
A 21. század elejére világossá vált, hogy a vulkáni
működés megértése a forrástól, azaz a magmaképződés magyarázatától a
felszíni folyamatokig, azaz magának a vulkáni működés
lejátszódásának, azok eseményeinek megfigyeléséig, közeli és távoli
hatásainak felméréséig terjed. Azonban a vulkanológia nem csak ezt a
hagyományos szerepet tölti be a modern társadalomban. Egyre inkább
kibontakozik a tűzhányók és a vulkanológia újszerű, pénzt teremtő
szerepe, a helyi gazdaságot vagy egy egész országot fellendítő
képessége. Itt most már nemcsak a geotermikus energiáról, a
termékeny talajról és a nyersanyagokról van szó, hanem maguk a
vulkánok és működésük mint egyedi természeti értékek
hasznosításáról. Mit ad a vulkanológia a 21. században? Mi a
szerepe, és mik az új kihívások? Az izlandi Eyjafjallajökull 2010
tavaszi kitörése előtérbe helyezte a vulkanológiai tudás
szükségességét és társadalmi fontosságát. Az alábbiakban
összefoglaljuk, hogy merre halad e tudományterület, milyen új
lehetőségek nyílnak meg, amelyek hozzájárulhatnak a jobb társadalmi
beágyazódáshoz.
Hasznot hozó vulkánok
Vulkánturizmus régen és ma • A vulkáni működés folyamata, a
tűzhányók szépsége sokakat megfog, lenyűgöz. A hirtelen,
tűzijátékszerűen kirobbanó vagy a kürtőből szökőkútként kizúduló
izzó lávacafatok vagy éppen hátborzongató dübörgéssel a tűzhányó
fölé tornyosuló gomolygó hamufelhő, mind olyan élmények, amelyek egy
életre nyomot hagynak az emberekben, és amelyek miatt évente sokan
útra kelnek, hogy átéljék ezt az egyedi természeti eseményt. A
tűzhányók emellett a maguk megjelenésével is
vonzást gyakorolnak. Kevés olyan földfelszíni forma van, amely
szabályosságával, monumentalitásával annyira megkapó, mint egy
meredek oldalú, magasba tornyosuló, szabályos kúp alakú tűzhányó
(1a. ábra). Legyen tehát akár kalandtúra a cél vagy békésebb,
természetközeli élmény keresése, a vulkáni területek erre különleges
lehetőséget nyújtanak. A vulkánturizmus ma már dollármilliókat hoz a
helyi gazdaságoknak, és a globális turisztikai szolgáltatás
integrált részévé vált (1b. ábra).
A vulkánturizmus nem új keletű, feltörő időszaka a
18. századra tehető, amikor a Vezúv egyik fontos látogatási
célterületté vált, mégpedig az akkor igen népszerű, ún. Grand Tour
keretében. Az 1600-as évek végén I. Erzsébet ösztönzésére egyre több
ifjú brit nemes kelt útra, hogy világot látva növeljék tudásukat, és
hazatérve udvari állásokat töltsenek be. Az egy-három évig tartó
európai körutak kedvelt területei Franciaország és Itália voltak.
1764-től a Vezúv közel három évtizedig különösen aktív volt. Egymást
követték a látványos kitörések, a hosszú lávafolyások, amit az
akkori nápolyi angol követ, William Hamilton részletekbe menően
dokumentált, és Pietro Fabris közreműködésével számos gyönyörű
festményben örökített meg. A Vezúv a nagy körtúrák kihagyhatatlan
pontja lett. Goethe az 1780-as években alig tudott elszakadni a
Vezúvtól; művészek sokasága érkezett a tűzhányóhoz, és több száz
festményt, rézkarcot és litográfiát készítettek. Az érdeklődés
később sem lanyhult, a gazdag turistákat farudakból összerakott
hordszékeken vitték fel a helyi legények, majd öszvéreken és
szamarakon hordták fel a Vezúv kráterébe betekinteni óhajtókat.
1878-ban a magyar Oblieght Ernő mérnök kezdeményezésére és
kivitelező munkájának eredményeként megépült az első fogaskerekű
kábelvasút aktív tűzhányón, ami két 15 személyes kabinban, naponta
háromszáz utast szállított fel a csúcs közelébe. Az angol John Cook
turistairoda folyamatosan biztosította az utánpótlást. Az újítás
nagy népszerűségnek örvendett a helyiek körében is, megszületett a
népszerű dal, a Funiculi, Funicula. Végül 1906-ban egy
kitörés lerombolta az építményt, és helyére azóta sem épült újabb
felvonó. Ma már buszok, autók százai kanyarognak felfelé a meredek
aszfaltúton, a kráterperem alatt pedig jegyárusok szedik a
belépődíjat. A hegy lábánál folytatódhat a vulkáni emlékek
látogatása: Pompeji és Herculaneum romjait ma már évente több mint
2,5 millió turista keresi fel.
A vulkánok és a vulkanológiai háttérismeret tehát
nem lebecsülendő bevételt hoz a helyi gazdaságnak. A Vezúv mellett
évente több mint egymillió látogató keresi fel a tenerifei Teide
környékét, Yellowstone gejzírekkel tarkított kalderáját, a hawaii
Kilauea vulkáni komplexumot, az új-zélandi Tongarirót, és több
tízmillióra rúg a japán Fujit, valamint a Sikocu-Toja vulkáni
területet felkeresők száma. Visszafogott becslések szerint is évente
közel 150 millió ember látogat vulkáni területet. A közép-amerikai
Nicaragua például a turisztikai szolgáltatás központjába állította a
szunnyadó és működő vulkánjait. Az 1850-ben egy kukoricaföldön
kinőtt, és azóta rendkívül aktív Cerro Negro laza bazaltsalakkal
borított meredek oldalán például a turisták fadeszkákon csúszhatnak
lefelé, elérve akár a 70 km/óra sebességet is. Az erősen megnőtt
érdeklődésnek köszönhetően az Európai Unió 2012-ben nyolcmillió euró
támogatást nyújtott az országnak kifejezetten a vulkánturizmushoz
kapcsolódó infrastruktúra fejlesztésére.
Vulkánparkok és hazai lehetőségek •
Vulkánturizmust nem csak aktív vulkáni területen lehet elérni. A
turisztikai szolgáltatások egyre több helyen épülnek a vulkáni
örökségre, azaz egykor működött tűzhányók természeti szépségére és a
vulkáni működés modern eszközökkel való bemutatására. Az Európai
Geopark Hálózat egyik alapító tagja volt a németországi Vulkaneifel,
ahol a vulkáni természeti értékekre alapozták a turisztikai
fejlesztéseket. Az UNESCO világörökség-listáján harmincnégy olyan
hely található, ahol a vulkáni örökségnek van elsődleges szerepe. A
vulkánok iránti érdeklődés azonban új fejlesztéseket is gerjeszt,
amelyekben a szakszerű vulkanológiai ismereteknek kiemelt
fontosságuk van. Ilyenek például a vulkánhoz kapcsolódó múzeumok és
a tartalmas, szórakozva ismereteket nyújtó interaktív kiállítási
helyek.
2002. február 20-án, a franciaországi Clermont-Ferrand
közelében nyílt meg a japán Unzen kitörése során áldozatul esett
többek közt a könyveik és dokumentumfilmjeik révén híres Krafft
házaspár, Katia és Maurice nagy álma, a Vulcania, a tűzhányók
interaktív, a legmodernebb technikai eszközöket alkalmazó
kiállítása, szórakoztató központja (2a. ábra). Az első évben
több mint hatszázezer látogató kereste fel ezt a különleges,
innovatív fejlesztést. A minden évben újdonsággal előrukkoló park
tíz év alatt négymillió látogatót vonzott. Ez pedig hatalmas lökést
adott a környék gazdaságának. A vulkánpark évente 32–48 millió
euróval járul hozzá Auvergne bevételeihez. Ennek köszönhetően
Auvergne a huszonkét francia térség között a tizenötödikről a
nyolcadik helyre jött fel. A turisták többsége ugyanis néhány napot
még eltölt a környéken, ahol szálláshelyek és további turisztikai
szolgáltatások várják őket. Sikertörténet ez a javából, és azt
mutatja, hogy egy újszerű ötlet, a szakszerű vulkanológiai
ismeretekre épített, de a kor kívánalmait, igényeit is kielégítő
beruházás egy csapásra megváltoztathatja egy kistérség lehetőségeit.
A Kárpát-medence szintén bővelkedik vulkanológiai
természeti értékekben (Harangi, 2011), hiszen az elmúlt húszmillió
év alatt változatos vulkáni tevékenység jellemezte térségünket. E
terület vulkanológiai természeti laboratórium, nyitott képeskönyv
szakembereknek és laikus érdeklődőknek egyaránt. Ezt felismerve
kezdeményezte e sorok írója a Kemenes Vulkánpark létrehozását a
Celldömölk közeli Ság-hegy lábánál (2b. ábra). A részletesen
kidolgozott terv sikeresen szerepelt 2008-ban egy EU-támogatású
hazai turizmusfejlesztési pályázaton, és 2010 áprilisában
megindulhatott a több mint félmilliárd forint összköltségű
fejlesztés kivitelezése. A pénzügyi és marketingterv felvázolta a
vulkánpark várható hatását a helyi gazdaságra, és bár méreteit
tekintve a Kemenes Vulkánpark elmarad a francia beruházástól,
azonban regionális szinten jelentős hatást lehetett előre jelezni. A
kivitelezés befejező szakaszában a megbízó önkormányzat hirtelen
koncepcióváltással eltért az eredeti kiállítási tervtől, és egy
másfajta kiállítást valósított meg. Ezzel a bemutatóval, amelynek fő
attrakciója a Földön kívüli vulkáni működés lett, nyílt meg a
vulkánpark Látogatóközpontja 2013 áprilisában. Vannak azonban más jó
példák is! 2010-ben a Novohrad-Nógrád Geopark, 2012-ben pedig a
Bakony-Balaton Geopark lett hivatalosan az UNESCO és az Európai
Geopark Hálózat tagja, amihez komoly kritériumokat kellett
teljesíteni. Mindkét esetben a vulkáni természeti értékek
jelentették az elsődleges alapot a geoparki pályázathoz, amihez
természetesen szervesen kapcsolódik a további változatos geológiai
hagyaték, továbbá a történelmi és kulturális értékek. A tihanyi
Levendula-ház kiállításában szintén központi szerepet kapnak a
vulkáni működés emlékei, azok szakmai hátterének bemutatása. Ezek a
fejlesztések reményt adhatnak arra, hogy a vulkáni természeti
értékek és a vulkanológiai tudásra alapozó fejlesztések hazánkban is
komoly bevételi forrásokat generálhatnak.
Romboló vulkánkitörések
Anyagi veszteségek és emberáldozatok • A dollár- és
eurómilliókat hozó tűzhányókkal és a vulkanológiai ismeretekkel
szemben azonban az embereknek inkább a komoly anyagi veszteségek, a
vagyoni kár és sokszor az emberéletekben esett áldozatok jutnak az
eszükbe a vulkánok hallatán. 2010-ben az Eyjafjallajökull kitörése
következtében egy hétre leállt Európa légiforgalma, ezzel kisebb
káoszba sodorva egy technológiailag fejlett társadalmat. Egy nem túl
nagy vulkánkitörés ezzel több mint ötmilliárd dollár veszteséget
okozott, mégpedig nem közvetlen környezetében, hanem több mint ezer
kilométer távolságban. Ez az eset kétségtelenül ráirányította a
figyelmet arra, hogy a vulkáni működéseknek komoly következményekkel
járó távoli hatásuk is van. Egy évvel később, 2011. június 4-én a
déli féltekén történt valami hasonló. Ott a chilei Puyehue-Cordón
Caulle lépett működésbe. A vulkáni hamufelhőt keleti irányba
térítette el az uralkodó szél, és a kibocsátott vulkáni anyag
többször megkerülte a Földet. Argentína, Chile, Uruguay és Paraguay
reptereit számos alkalommal le kellett zárni, sőt a kitörés kezdete
után tíz nappal Új-Zélandon és Ausztráliában is megzavarta a
légiforgalmat, számos járat indulását kellett törölni a vulkántól
több mint tízezer kilométer távolságban. A mintegy kétnapos leállás
több mint 32 millió dollár anyagi veszteséget okozott! Mindez
teljesen új a vulkáni kitörések és a társadalmak viszonyában, és
jelzi, hogy a technológiailag fejlett társadalmak meglehetősen
sebezhetőek a természet erőivel szemben. Pedig ezek a kitörések nem
is voltak igazán nagyok.
2010-ben az izlandi vulkánkitörés mellett azonban
egy másik katasztrofális vulkáni működés is történt, mégpedig
Indonéziában, ahol a Merapi olyan robbanásos kitöréssel kelt életre,
amilyenre a vulkán amúgy kitörésekben gazdag elmúlt évszázados
történetében nem volt példa. Csak a vulkáni veszély pontos és időben
meghozott előrejelzésének köszönhető, hogy „mindössze” 353 áldozata
volt a kitörésnek. Ugyanakkor több mint 350 ezer embert kellett
kitelepíteni, az anyagi veszteséget pedig több mint egymilliárd
dollárra becsülik.
Mennyire veszélyesek a vulkánkitörések, mekkora
kárt okoznak a társadalomnak? Bár az előző példák
világosan mutatják a társadalmak sebezhetőségét, sokan abból
indulnak ki, hogy a vulkáni működés a természeti folyamatok között
korántsem sorolható a legpusztítóbbak közé. Az elmúlt harminc év
nagyobb vulkánkitöréseit számba véve összesen mintegy 13 milliárd
USD (2007-es értéken számolva) anyagi kár keletkezett (1.
táblázat), ami a 2011-es japán Tohoku-földrengés okozta
veszteség 5%-a. Az összehasonlítás azonban némileg sántít, mivel az
utóbbi anomálisan erős esemény volt a földrengések között, míg e
vulkánkitörések nem számítanak a legnagyobbak közé, és ami fontos,
egyiknek sem volt igazán globális hatása. A gazdasági mutatók és
hasonlóan ehhez, a vulkánkitörésekhez kapcsolódó áldozatok
viszonylag alacsony száma tehát csökkentheti a vulkáni működések
iránti figyelmet, a felkészülést, a társadalmi érzékenységet. A
döntéshozók gondolhatják azt, hogy ez nem olyan kiemelt probléma,
amivel foglalkozni kell. A 20. század vulkáni kitörésekhez
kapcsolódó tragédiái, valamint 2010–2011 figyelmeztető jelzései
azonban elgondolkodtatóak: vajon meg kell várni egy újabb nagyobb
csapást, hogy megforduljon ez a vélekedés?
A karibi Mt. Pelée 1902-es, egy teljes város és
harmincezer lakosának megsemmisülésével járó kitörése megdöbbentette
a világot, és számos tudós életét változtatta meg. Egyértelművé
vált, hogy szükségesek a közvetlen vulkánmegfigyelő létesítmények,
és ennek nyomán több vulkánobszervatórium létesült. 1980. május
18-án a Mt. St. Helens hosszú szünet után hatalmas erővel tört ki.
Bár az amerikai vulkanológusok előre jelezték a veszélyt, mégis
ötvenheten haltak meg, az anyagi kár 3,3 milliárd USD volt. Az
amerikai kormány rádöbbent, hogy nagyobb támogatást kell nyújtani a
vulkanológiai megfigyelésnek és munkának, ezt követően több mint
tizenkétszeresére emelte a szakterület évi anyagi támogatását.
Később ezt tovább növelte az alaszkai Redoubt 1989-es kitörését
követően. Közben azonban egy másik esemény is történt, mégpedig
Kolumbiában, 1985 novemberében. A Nevado del Ruiz nem túl jelentős
kitörését követően, beváltva a vulkanológusok pontos
veszély-előrejelzését, sebesen lezúduló, mindent elsöprő iszapárak
(laharok) indultak el a folyóvölgyekben. Mintegy 40 kilométerre a
tűzhányótól, Armero városa teljesen elpusztult, több mint
huszonkétezer ember esett áldozatul. Általános volt a megdöbbenés,
hogyan történhetett ez? Ennek hatására az amerikai kormány is
lépett, és létrehozott egy bárhol bevethető vulkanológiai csoportot
(Volcano Disaster Assistance Program, VDAP). 1987 óta már több
tucatszor nyújtott segítséget a tapasztalt vulkanológusokból álló
csapat, többek között ennek köszönhető, hogy nem következett be
nagyobb tragédia a Fülöp-szigeteki Pinatubo 1991-es, majd a
kolumbiai Nevado del Huila 2008-as kitörése nyomán. A VDAP szintén
nagy szerepet játszott a Merapi 2010-es kitörésének sikeres
előrejelzésében. Ezek a példák egyértelműen alátámasztják, hogy a
megfelelő felkészülés, az anyagi ráfordítás emberek tízezreinek
életét óvhatják meg. Leselkednek azonban ennél nagyobb veszélyek is!
Vulkánkitörések társadalmi hatásai
Az Eyjafjallajökull 2010-es kitörése ráirányította a figyelmet arra,
hogy a vulkánkitöréseknek komoly távoli hatásuk is lehet, és nem
feltétlenül csak a tűzhányó közvetlen környezetére kell koncentrálni
és a veszélyhelyzetet felmérni. Sőt a Pinatubo 1991-es kitörése
során mérésekkel is sikerült alátámasztani azt, hogy egyes
vulkánkitörések globális mértékben befolyásolhatják a klímát. Ekkor
csupán néhány tized fokkal esett vissza az északi
félteke évi átlaghőmérséklete, azonban a múltban ennél jóval
jelentősebb események is zajlottak (de Boer – Sanders, 2004;
Harangi, 2010; Oppenheimer, 2011).
Izland déli részén 1783 nyarán a történelmi idők
második legnagyobb lávaöntő kitörése kezdődött el, és nyolc hónapon
keresztül tartott. A Laki kitörését követően nem sokkal egész
Európára sűrű, fojtó köd telepedett (3. ábra), és ez az
akkori igen forró nyárral tetézve több tízezer ember halálát okozta.
Kihatással volt még a globális éghajlatra is: az elmaradó
monszunesők miatt ugyanis anomálisan alacsony vízállása volt a
Nílusnak és a Nigernek. Az éltető víz hiánya miatt Egyiptomban nem
érett be a termés, és több ezren haltak éhen. Nem sokkal később
újabb csapás érkezett. 1815. április elején az indonéziai Tambora
tűzhányó több mint négyezer év szunnyadás után éledt fel, és a
néhány napig tartó ismétlődő, nagy erejű kitörések, a kapcsolódó
járványok és éhezés a vulkán közvetlen környezetében közel százezer
halálos áldozatot szedett. A hatás azonban jóval túlnyúlt Indonézián
(Harangi, 2010). 1816-ot a történelemkönyvek nyár nélküli évként
tartják számon. Júniustól augusztusig Európában és Észak-Amerikában
is számos alkalommal tomboltak hóviharok, a termést fagyok
pusztították el. A következmények drámaiak voltak. Éhséglázadások
törtek ki Európában, Indiában kolerajárvány indult ki a Gangesz
völgyéből, Kínában hatalmas áradások okoztak károkat. Mintegy hetven
évvel később ezt megközelítő hatással járt a Krakatau kitörése is.
Vajon milyen következményekkel járna egy ilyen erejű vulkánkitörés a
modern társadalmakra? Anja Schmidt és munkatársai (2011) egy
esetleges Laki-típusú vulkáni működés mai hatását vizsgálták.
Modellszámításokkal kimutatták, hogy Európában mintegy 150 ezer
emberáldozattal járna egy ilyen vulkánkitöréshez kapcsolódó
légszennyezés. Ez a szám csak a szív- és tüdőbetegségeket és az
ezekkel kapcsolatos halálozási eseteket fedi, és nem szerepelnek
benne a további lehetséges járulékos veszélyforrások. A megnövekedő
halálozási szám egész Európát érintené, és ezen belül a
Kárpát-medence is különösen érintve lehet, mivel itt a szennyezett
levegő hosszabb ideig is megülhet. Ezek után a kérdés az, hogy
milyen esély van egy ilyen globális kihatású vulkánkitörésre.
A globális kihatású kitörések
gyakoriságára ma már egyre pontosabb becslést adhatunk a grönlandi
és antarktiszi jégfuratminták nagy felbontású vizsgálatán (Gao et
al., 2008) keresztül, amit kiegészítenek a történelmi idők írásos
dokumentumai (de Boer – Sanders, 2004; Oppenheimer, 2011).
Mindezekből kitűnik, hogy az elmúlt kétezer évben több mint ötven
ilyen vulkánkitörés történt, azaz évszázadonként átlagosan egy-két
esemény (4. ábra). Figyelemre méltó, hogy a 21. században
ilyen még nem történt, utoljára huszonkét éve dokumentáltak globális
kihatású vulkánkitörést. Ehhez az szükséges, hogy nagy kéntartalmú
magma törjön a felszínre, és a kitörési felhő bejusson a
sztratoszférába. Ez többnyire legalább VEI=5 (VEI – Volcanic
Explosivity Index; ezen a 0–8 fokozatú skálán mérik a robbanásos
vulkáni kitörések nagyságát) nagyságú kitörés esetén valósul meg,
bár nem minden ekkora erősségű kitörés globális hatású. A 20.
században tizenegy VEI≥5 kitörést számoltak, a 21. században még
egyet sem. A statisztikai adatok tehát arra utalnak, hogy a
következő évtizedekben bizonyára szembe kell nézni ilyen nagyságú
kitörésekkel is, melyeknek akár globális hatásuk is lehet. Több
kutató az elmúlt tízezer év vulkánkitöréseit számba véve arra a
következtetésre jutott, hogy a Tambora 1815-ös kitöréséhez hasonló
nagyságú vulkánkitörés 21. századbeli bekövetkeztének valószínűsége
20–25%!
Új kihívások, új előrejelzési lehetőségek
Vulkánkitörések és klímaváltozás • A vulkáni működés bolygónk
életének szerves része, e folyamat jobb megértése egyre inkább
kulcskérdéssé válik a jövő szempontjából is. Ahhoz, hogy a jövőbeli
események bekövetkezésének valószínűségét előre lehessen jelezni,
számba kell venni az elmúlt időszakok rövid, közép- és hosszú távú
eseményeinek sorát. Ma már a jégfuratminták, a fák évgyűrűinek
elemzése alapján és a történelmi dokumentumoknak köszönhetően egyre
pontosabban ismerjük nemcsak a nagy vulkánkitörések számát,
ismétlődésük gyakoriságát, hanem azok hatását is. Steffen Kutterolf
és munkatársai (2012) tanulmánya rávilágított arra, hogy voltak
időszakok, amikor gyakoribbak voltak a vulkánkitörések, máskor pedig
ritkábbak, és ez ok-okozati összefüggésben állhat a
Milanković-ciklussal, a globális éghajlatváltozással és ezzel
kapcsolatosan a litoszférában történő nyomás- és
feszültségváltozással. A vulkanológia egyik fontos új kihívása e
kapcsolat jobb megértése, a kitörések gyakoriságának pontosabb
előrejelzése. Ehhez nagy segítséget jelentenek az egyre bővülő
adatbázisok, amelyek már nemcsak az elmúlt tízezer év adatait szedik
össze, hanem az elmúlt mintegy kétmillió éves időszakra is
kitekintenek. Ez azonban nem elégséges a vulkáni működés hatásának
pontos ismeretéhez. Ezek az adatbázisok ugyanis nem tekinthetők
teljesnek, több nagy erejű, globális hatású vulkánkitörést nem
tartalmaznak. Ennek oka az, hogy ezekről nincsen vulkanológiai
ismeret, nincs adat. Ugyanakkor a jégfuratminták éves felbontású
adatsorai egyértelműen jelzik, hogy több nagy vulkánkitörés történt
az elmúlt évezredekben, mint amennyit vulkanológiai adatok alapján
ismerünk (4. ábra). A vulkáni működés hatásának, a
vulkánkitörések gyakoriságának értékelésében a jégfuratminták adatai
tehát rendkívül fontos szerepet tölthetnek be.
A klímaváltozás és a vulkáni működés kapcsolata mindkét irányban
lényeges: milyen módon és milyen mértékben hatnak a vulkánkitörések
a globális éghajlatra (Robock, 2000) és fordítva, a klímaváltozás
hogyan hat a vulkáni kitörések gyakoriságára, nagyságára és a
kapcsolódó veszélyekre (Tuffen, 2010)? Az előbbiről egyre tisztább a
kép, az elmúlt évek megfigyelései azonban új kérdéseket vetnek fel.
Mindeddig az volt az általános vélekedés, hogy csak a nagy erejű
vulkánkitöréseknek van klimatikus hatásuk. Ryan Neely és munkatársai
(2013) tanulmánya felveti, hogy a kis és közepes erősségű
vulkánkitöréseknek is fontos szerepük lehet az éghajlati
viszonyokra. Az elmúlt bő évtizedben például nem növekedett olyan
mértékben a globális átlaghőmérséklet, ahogy ezt az előrejelzések
mutatták. Ennek egyik oka lehet az, hogy 2000 és 2010 között több
olyan, kis-közepes erősségű vulkánkitörés is volt, amelyek elegendő
kén-dioxidot juttattak be a sztratoszférába ahhoz, hogy ott a
kialakuló és megvastagodó kénsav aeroszolfelhő visszaverje a
beérkező napsugarak egy részét, és ezzel kismértékben csökkentse a
földfelszínközeli hőmérsékletet. A jövőben tehát nagyobb figyelmet
kell fordítani a vulkáni működések éghajlati hatásának jobb
megértésére, a múltbeli és a jövőbeli hatások értékelésére.
Elkerülhetetlen, hogy mindezek fontos szerepet kapjanak a
klímaváltozás jövőbeli folyamatainak elemzésében, azaz az emberi
hatások mellett egyre pontosabb képet kapjunk a valós természetes
változási irányokról is. Ebből a szempontból is fontos lehet az 1850
előtti vulkáni események értelmezése, amely időszakban világosabban,
az emberi ipari hatás nélkül vizsgálhatók a klímaváltozást
befolyásoló természeti hajtóerők, amelyekből következtethetünk a
jelen folyamataira is. A rendelkezésre álló adatok többek között azt
jelzik, hogy a középkori melegkorszak (800-1200 között) során
kevesebb klimatikus kihatású vulkánkitörés történt, míg a kis
jégkorszak (1400-1900) idején megnőtt a nagy erejű vulkánkitörések
száma. E trendek értelmezésében segíthet a nagyobb időléptékekre,
akár a teljes holocén időszakra kiterjedő, most már egyre pontosabb
adatsorok (vulkáni működés és globális hőmérséklet-változás)
összehasonlító vizsgálata.
A vulkanizmus-klíma kapcsolat azonban a másik
irányban is működik. A vulkáni működés gyakorisága az utolsó
eljegesedést követően kiugró volt, és nagyobb időtávlatban is
korreláció mutatkozik a vulkáni működés intenzitása és az
eljegesedéseket követő felmelegedési időszakok között (Kutterolf et
al., 2012). Kulcskérdés annak ismerete, hogy a jelenleg
tapasztalható felmelegedés és a kapcsolódó jégolvadás vajon
befolyásolja-e a vulkánkitörések jövőbeli gyakoriságát. A
litoszférában e nyomán jelentkező nyomáscsökkenés hogyan hat a
magmaképződés mértékére, illetve a magmakamra-folyamatokra, és ez
milyen időeltolódással okozhat szaporább vulkáni működést? Ez
különösen Izland, valamint az Andok hófödte tűzhányóinak működését
befolyásolhatja. A hótakaró eltűntével viszont csökkenhet is a
fenyegető veszély, mivel visszaszorulhatnak a mindent elsöprő
laharok, az izlandi jeges iszapáradatok (jökulhlaup).
A vulkáni működés társadalmi hatásai • A
vulkánkitörések hatásainak elemzésében kulcskérdés a vulkáni működés
társadalmi hatásainak jobb megértése (de Boer – Sanders, 2004). Ezen
a területen a kutatások éppen csak elindultak, itt a vulkanológia
szakembereinek az éghajlatkutatás, a környezet- és
történelemtudományok kutatóival szükséges együttműködniük (például:
Harangi, 2010; Oppenheimer, 2011; Schmidt et al., 2011). A múlt
eseményeinek feltárása során világossá vált, hogy a nagy
vulkánkitöréseknek akár történelemformáló szerepük is lehetett
(például: 530-as évek, 1450-es évek), azaz a társadalmak érzékenyen
reagáltak a nagy vulkánkitörések okozta környezeti
|
|
|
változásokra. Fontos kérdés annak vizsgálata, hogy
a jelenlegi, technológiailag fejlett, de éppen ezért sebezhető
társadalmak hogyan válaszolnának egy-egy ilyen eseményre. Például,
ha a Tokiótól mintegy 100 km-re lévő Fuji több mint háromszáz éves
szunnyadás után kitör, vajon milyen hatással lesz ez a Föld egyik
gazdasági központjának életére? Az esetleges zavarok az elektromos-
és ivóvízellátásban milyen módon hatnak nemcsak az ott élő
lakosokra, hanem akár például a tokiói tőzsdére, aminek viszont már
világgazdasági szerepe és hatása van. E kérdések vizsgálata,
elemzése, modellszámítások végzése még bizony gyerekcipőben jár,
pedig a felkészülés fontos eszközei lehetnek.
A vulkánok és az ember kapcsolata egészen a kezdeti
időkig, a kelet-afrikai hasadékrendszer környékén megtelepedő
eleinkig nyomozható vissza. Ma már drámaian megváltozott a helyzet:
jelenleg a Föld lakosságának mintegy 10%-a, azaz közel hatszázmillió
ember él közvetlenül olyan vulkán szomszédságában, amelynek a
történelmi időkben volt nagy kitörése, és potenciálisan a jövőben is
működhet. Olyanra még nem volt példa a történelemben, hogy egy nagy
népsűrűségű területen tört volna ki hatalmas erővel egy tűzhányó.
Elpusztult településekre tucatnyi példa akad még a 20. századból is,
de mi történik akkor, ha például a Vezúv lép újra működésbe, vagy
éppen a Salvador 2,5 millió lakosú fővárosa mellett található San
Salvador- (Quetzaltepec-) vulkán vagy az 536 körüli jelentős
környezeti és társadalmi változásokért feltehetően felelős
Ilopango-kaldera aktivizálódik, vagy a sűrűn lakott perui Arequipa
közeli El Místi ébred fel. Vajon hogyan kezelhető egy pliniusi
kitörés milliós népsűrűség mellett? Sokak szerint azonban egy
esetleges társadalmi káoszhoz nem feltétlenül szükséges egy
különlegesen nagy vulkánkitörés. Egyes kutatók szerint nagyobb az
esélye annak, hogy a Nápolyi-öböl északi részén lévő Campi
Flegrei-kalderában történik egy vulkánkitörés (a legutóbbi kitörés
1538-ban volt), amelynek potenciális helye Pozzuoli térségében
lehet. Itt, e nagy népsűrűségű területen akár egy, a Monte Nuovo
kitöréséhez hasonló méretű, alapvetően szerény erejű
vulkánkitörésnek is beláthatatlan következményei lennének. Pedig
korábban ennél jóval nagyobb kitörések is voltak itt, például a
paleolit kultúrát is befolyásoló campaniai kitörés 39 ezer éve, majd
a tizenötezer évvel ezelőtti nápolyi sárga tufa kitörés. A kaldera
jelenlegi viselkedése mindenesetre nem biztató. A felszín
erőteljesen (2012 végén, 2013 elején átlagosan havi 1 cm-rel)
emelkedik, a kiáramló gázok hőmérséklete növekszik, a
gázösszetételben pedig egyértelműen egyre nagyobb a magmás eredetű
gázok aránya. Új kihívás, hogy ezekből az adatokból hatékonyabban
lehessen modellezni a mélybeli folyamatokat, de nem kerülhető el
annak számbavétele sem, hogy milyen reakciót válthat ki egy akár
váratlanul is bekövetkező kitörés. Bolygónk túlnépesedése tehát a
vulkáni veszély előrejelzésében és a veszélykezelésben is új
feladatokat ad.
Mekkora esélye van annak, hogy egy város
központjában indul meg egy vulkánkitörés? Ez ma már nemcsak a
mozivásznakra kívánkozó elképzelés! Pontosan harminc
évvel ezelőtt, 1973. január 23-án egy kis izlandi sziget,
Heimaey 4500 lakosú kikötői települése mellett nyílt meg a föld, és
több tízezer éves szünet után izzó lávacafatok törtek fel, majd láva
ömlött a felszínre. A lávaömlés a település egyharmadát borította
be, házak sokasága került több mint húsz méter vastag lávatakaró
alá. Ma a legnagyobb ilyen veszély az új-zélandi metropolisz, a több
százezer lakosú Auckland városára leselkedik. A város egy
bazaltvulkáni mező közepére telepedett (5. ábra). A
betelepülőknek nem volt tudomásuk arról, hogy ez egy
vulkanológiailag potenciálisan aktív terület, hiszen a legutóbbi
kitörés az 1300-as évek végén történt (Rangitoto-pajzsvulkán). Az
elmúlt években azonban egyre komolyabban veszik, most már nemcsak a
vulkanológusok, hanem a döntéshozók is, hogy foglalkozni kell a
kérdéssel. Ezzel e terület a bazaltvulkáni mezők
vulkániveszély-kutatásának mintaterületévé vált (Ashenden et al.,
2011). A monogenetikus vulkáni mezők a tűzhányók egy különleges
csoportját képezik. Itt nagy területen elszórva jelennek meg a
kitörési központok, azaz az egyedi vulkáni felépítmények. Jelentős
különbség a magasba emelkedő, szabályos kúp alakú összetett vulkánok
működésével szemben, hogy e területeken akár több millió éven
keresztül is folyhatnak a kitörések, azonban előfordul, hogy két
kitörés vagy kitörési fázis között akár több százezer év is eltelik.
Ez jelentős időtartam, amelybe az emberi történelem bőven belefér,
tehát az adott terület akár inaktívnak is tűnhet. Számtalan ilyen
vulkáni mező van a Földön, és nem tudni bizonyossággal, hogy egy
hosszú szunnyadó szakaszban vagyunk, vagy már végleg befejeződtek a
kitörések. Továbbá, egy másik fontos bizonytalansági tényező, hogy a
bazaltvulkáni mezők esetében nem lehet megjósolni, hol lesz a
következő kitörés helyszíne. Sem a hely, sem az idő! - ez nem ad sok
bizakodásra okot, főleg az aucklandiek számára. Nagy kihívás, hogy a
vulkanológusok közelebb jussanak e vulkáni területek működésének
megértéséhez és különösen ahhoz, hogy milyen jelek várhatók egy
vulkáni kitörés előtt. Ezt nem segíti, hogy nincs sok gyakorlati
tapasztalat, közvetlen megfigyelés egy ilyen vulkáni eseményre.
Nicaraguában a Cerro Negro, Mexikóban a Paricutín váratlanul,
ugyanúgy egy kukoricamező kellős közepén nőtt ki, az előbbi
1850-ben, az utóbbi 1943-ban. A vulkáni kitörésről vannak
dokumentumok, de kevesebbet tudunk az előzményekről. A leírásokból
úgy tűnik ki, hogy a lakosok nem igazán észleltek komoly előjeleket.
Ebből a szempontból különleges lehetőséget ad a 2011–2012-es El
Hierro (Kanári-szigetek) vulkáni működés, amely esetében
felbecsülhetetlen értékű adatok állnak rendelkezésre a szeizmikus
tevékenységről, a felszíndeformációról, a gázkiáramlásról és a
felszínre jutó magma összetételéről is. Az előzetes értékelések azt
jelzik, hogy bár az előkészülési idő egy-két hónap volt, a magma
feláramlása és felszínre törése egy-két napon belül, azaz rettentő
gyorsan megtörtént. A vulkáni veszély előrejelzése kiemelt feladata
ennek idejének és várható jeleinek jobb megismerése.
E téren a hazai vulkanológiai kutatások is
hozhatnak új eredményeket, és nem kerülhető meg annak felvetése sem,
hogy vajon a Persány-hegység keleti oldalában létrejött
monogenetikus bazaltvulkáni mező befejezte-e működését. Itt 1,3
millió évvel ezelőtt kezdődtek a kitörések, majd hatszázezer éve
volt egy újabb aktív fázis. Nincs kizárva, hogy ez a hosszú
szunnyadási időszakkal tagolt kitörési sor még folytatódjon, amely
felvetést megerősíti, hogy román geofizikusok a közelmúltban
esetlegesen magma jelenlétére utaló szeizmikus anomáliát mutattak ki
a terület alatt (Popa et al., 2012). Eddigi vizsgálataink alapján
itt a bazaltos magmák néhány nap alatt átszelték a földkérget, azaz
előkészületre nem sok idő lesz, ha egy újabb aktív fázis köszöntene
be.
Új előrejelzési lehetőség az űrből
Vulkánkitörést pontosan előre jelezni nem lehet, hasonlóan a
földrengésekhez. Ez azt jelenti, hogy nem lehet megmondani, hogy
pontosan mikor, hol és milyen nagy kitörés fog történni. A hatékony
előrejelzéshez mindhárom kérdést ugyanolyan pontosan kell
megválaszolni. Ha az egyikben tévedés történik, akkor már
felkészületlenül érheti a lakosságot a természeti csapás. A
földrengésekkel szemben azonban a vulkáni veszély előrejelzése jóval
eredményesebb. Ha nem is adható a fenti kulcskérdésekre pontos
válasz, mégis megvannak arra az eszközök, hogy a vulkáni kitörés
bekövetkezését, annak várható nagyságát meg lehessen becsülni, és ez
alapján meg lehessen hozni a szükséges intézkedéseket. A vulkáni
kitörések előtt ugyanis a magma feláramlásához kapcsolódnak olyan
jelek, amelyeket adott esetben észlelni lehet. Ilyenek többek között
a földrengések, a felszíndeformáció, a vulkáni gázok, hőmérsékleti
anomália megjelenése. Azonban a kulcskérdés az, hogy mennyivel a
kitörés előtt jönnek a jelek, és vannak-e a jelek vételére alkalmas
kitelepített eszközök. Egy, a közelmúltban elvégzett felmérés
szerint (Aspinall et al., 2011) tizenhat fejlődő országban lévő 441
aktív tűzhányó közül 384 esetében nincs, vagy nem megfelelő szintű a
műszeres megfigyelés, és ezek közül hatvanöt olyan vulkán van, amely
különösen nagy veszélyt jelent a közeli több százezres lakosságra
nézve! A lista pedig közel sem teljes, és nem csak a fejlődő
országok tűzhányói vannak hasonló helyzetben. A több mint háromszáz
éve szunnyadó Fuji esetében például a japán kormány csak a 2000
októberében kipattant, magmamozgásra utaló földrengésrajok után
szánta el magát, és különített el tízmillió dollárt a folyamatos
műszeres megfigyelésre, valamint a tűzhányó korábbi működésének jobb
megismerésére. A chilei Chaitén-tűzhányó 2008. május 3-án úgy tört
ki, hogy napokig nem lehetett tudni még azt sem, hogy melyik vulkán
lépett működésbe. A Chaitént ugyanis már inaktívnak gondolták, ezért
nem irányult rá semmilyen műszeres megfigyelés. Nem elegendő tehát a
vulkánmegfigyelési eszközök tökéletesítése, azoknak a megfelelő
helyen és időben működniük is kell. Ez pedig természetesen anyagi
kérdés is, azaz függ az érintett kormányok támogatásától.
A technológiai fejlődés azonban most egy új
lehetőséget kínál egy vulkán mozgolódásának észlelésére. Ez pedig a
műholdas radarképek feldolgozása (Pritchard – Simons, 2004). A
műholdradar-interferometria, azaz InSAR (Interferometric synthetic
aperture radar) lehetővé teszi, hogy nehezen megközelíthető helyen
lévő vagy akár inaktívnak gondolt, és ezért a közvetlen
megfigyelésből kieső vulkánok esetében is ki lehessen mutatni azt,
hogy a jövőben kitörhetnek. Ennek alapja pedig a vertikális
felszínmozgás nagy pontosságú (akár tizedmilliméter/év) mérése, ami
különböző időkben készült radarképek összehasonlításával történik. A
feltörő magma nyomóerejének következtében ugyanis megemelkedhet a
vulkán felszíne, és ennek mértéke összhangban van a földkéregbe
kerülő magmatömeg térfogatával. Radarfelvételek 1992-ig visszamenően
állnak rendelkezésre. Előny, hogy felhővel borított területekre is
pontos adatok kaphatók, hátrány lehet viszont a növénytakaró. A már
inaktívnak vélt kenyai Longonot-tűzhányó esetében két év alatt 9 cm
emelkedést tapasztaltak, amit a sekély mélységbe érkező friss
magmával magyaráztak. A Santorini-kaldera belsejében 2011 januárja
és 2012 vége között 8–14 cm felszínemelkedést mutattak ki, ami
megfelel 4–5 kilométer mélységbe nyomuló mintegy 10–20 millió
köbméter térfogatú magma nyomásának.
Ennél figyelemre méltóbb eredmények jöttek azonban
az Andok térségéből. Itt az elmúlt tízmillió évben legalább tíz
hatalmas, kalderaformáló vulkánkitörés történt, ezért sokan úgy
gondolják, hogy e területen lehet potenciálisan a következő nagy
szupervulkáni vagy ahhoz közeli nagyságú kitörés. Az
InSAR-technikával a szakemberek itt kilenc vulkáni területen
azonosítottak koncentrikus felpúposodást, köztük a bolíviai
Uturuncu- és a chilei–argentin határon lévő Lazufre-területeken
(Pritchard – Simons, 2004). Az Uturuncu felszíne átlagosan évi 1–2
centiméterrel emelkedik, azonban, ami figyelemre méltó, az a
felboltozódás hosszú időn keresztül (legalább 1992 óta) tartó
folyamatossága (ami már közel fél méter emelkedést jelent) és a
viszonylag nagy területi kiterjedése (több mint 50 km átmérő).
Mindez a kalderaformáló vulkánokra jellemző, amelyek hatalmas erejű
vulkánkitörésekre képesek, főleg hosszú szunnyadási idő után. Az
Uturuncu pedig 270 ezer éve tört ki utoljára. A számítások szerint
az eddigi felszínemelkedés mintegy 40 köbkilométer térfogatú
magmatömeg földkéregbe való nyomulását jelenti. A Lazufre-terület
emelkedése 1998 óta tart, és igen gyors, évente átlagosan 3,5 cm. Az
Andok déli vulkáni zónájában a Laguna del Maule felszínemelkedése
méltó figyelemre. A mintegy százharminc kitörési központot
tartalmazó, és az elmúlt néhány százezer évben számos hatalmas
kitörést produkáló vulkáni terület nyugati része 2007 óta nagyon
gyorsan, koncentrikusan évi 18 centiméterrel emelkedik. Ráadásul
2012 áprilisa óta a felboltozódás sebessége közel kétszeresére nőtt,
és ez a leggyorsabb felszínfelboltozódás, amit szunnyadó vulkánon
bárhol is mértek. Mindez a kb. 5 km mélységben lévő magmatározó
viszonylag gyors térfogat-növekedésével, mintegy 60 millió köbméter
friss magmabenyomulással magyarázható. Mindegyik esetben a fő
kérdés, hogy csupán feltöltődés zajlik, vagy mindez vulkánkitöréshez
vezet majd? Utóbbi esetben jelentős nagyságú kitörésre lehet
számítani.
Az InSAR-adatok az elmúlt bő évtizedben új
megvilágításba helyezték a vulkáni veszély előrejelzését. A
következő években az európai GMES-program (Global Monitoring for
Environment and Security) keretében felbocsátott
új Sentinel műholdakkal felgyorsul majd az információszerzés. A
vulkanológia számára új kihívás ezeknek az adatoknak az értelmezése
és összekötése a vulkáni veszély előrejelzésével. Melyik vulkán fog
kitörni, melyiknek lesz esetleg globális kihatása, melyik kitörése
lesz mondjuk a Tambora 1815-ös kitöréséhez mérhető? A „tettes” nem
feltétlenül a jelenleg aktív tűzhányók között keresendő, hanem
lehet, hogy a több tízezer éve szunnyadó, alapvetően inaktívnak
tartott vulkánok között lapul (2. táblázat). A pontos
vulkanológiai előrejelző munka azonban nem elegendő, a
hatékonysághoz szükséges a megfelelő kommunikáció is a döntéshozó
szervekkel. Ez a kapcsolat nem volt tökéletes 1985-ben, a Nevado del
Ruiz kitörése előtt, és botladozott 2011-ben az El Hierro-kitörés
esetében is, azonban sikertörténet a Pinatubo 1991-es, a Nevado del
Huila 2008-as és a Merapi 2010-es kitörésének előrejelzése és az
ezekhez kapcsolódó kitelepítési intézkedések meghozatala.
Kristályok üzenete a mélyből:
kőzettani vulkanológia
Hogyan zajlik le egy vulkáni kitörés? Robban vagy ömlik a magma?
Mennyi idő telik el a magmatározó friss magmával
való feltöltődése és a vulkánkitörés között, milyen gyorsan
emelkedik fel a magma? Ezek alapvető megválaszolandó kérdései a
vulkáni veszély előrejelzésének. A választ a vulkáni kőzetek, a
bennük lévő kristályok hordozzák, amelyek oly mértékben tartalmazzák
a képződési körülményekről az információkat, mint a fák évgyűrűi a
környezeti változásokról (6. ábra). Az ásványok kémiai
összetétele, az összetétel egyetlen kristályon belüli változása,
azaz az összetételbeli zónásság, annak megjelenése hűen tükrözi a
magmakamrában zajló folyamatokat, a hőmérsékletben, a nyomásban és
az oxidációs viszonyokban megnyilvánuló változásokat, csakúgy, mint
a magmaösszetételbeli jellemzőket. A vulkanológiai munka itt
összekapcsolódik a hagyományos kőzettani és geokémiai
vizsgálatokkal, amit kiegészítenek a kísérleti kőzettan ásványok
stabilitására vonatkozó ismeretei és a termodinamikai
törvényszerűségek számbavétele. Egy adott vulkán korábbi működése
során keletkezett képződményei fontos tanúi a mélyben zajló
eseményeknek, és vallatásukkal képet kaphatunk a jövőben esetleg
várható eseményekről, illetve általánosan is következtethetünk a
vulkáni működés okaira.
A vulkánok alatti magmakamráról az elmúlt bő
évtizedben jelentősen átalakultak a nézetek. A számos tankönyvben,
ismeretterjesztő kiadványban illusztrációként még mindig megjelenő
hatalmas, izzó olvadékkal kitöltött üreg képét a vizsgálatok nem
támasztották alá. Ehelyett, a geofizikai adatok arra utalnak, hogy a
mélyben kristályokkal változó mértékben telített olvadék, egyfajta
kristálypép helyezkedik el akár több szintben is. Az aktív tűzhányók
alatt a szeizmikus tomográfia eszközével ma már kimutatható a
földköpenyből a földkéregbe vezető magmás csatorna, esetenként a
földkéreg alsó részén vagy a földkéreg alatt létrejövő magmatározók,
amelyek utánpótlást biztosítanak a sekély (4–15 km mélységközben
levő) magmakamráknak. Ilyet jeleztek román geofizikusok a
Kárpát-medence legfiatalabb vulkánja, a Csomád alatt is (Popa et
al., 2012), azaz nem kizárt, hogy lesznek itt még újabb
vulkánkitörések. A friss magmával való feltöltődés, amint arról az
előző fejezetben írtunk, műszerekkel észlelhető. Egy vulkán életében
ez jóval gyakoribb esemény, mint maga a vulkáni működés, azaz a
pánikot, illetve költséges kitelepítést elkerülendő fontos
megkülönböztetni ezt a környezetre veszélyt még nem jelentő
folyamatot attól, ami valóban a kitörés közvetlen előjele lehet.
A sekély mélységben létrejövő magmakamra a friss
feltöltődésekkel egyre növekszik. A friss kőzetolvadék keveredik a
kisebb hőmérsékletű, kristályokkal telített magmával, a megváltozó
hőmérséklet és összetétel bizonyos ásványok visszaolvadását
eredményezheti, mások némileg eltérő kémiai összetételben
növekszenek tovább. A technikai feltételek most már lehetővé teszik,
hogy a kormeghatározásban kulcsszerepet kapó ellenálló ásvány, a
cirkon vizsgálata során pontmérésekkel akár néhány ezer évre
visszamenően meghatározzuk a képződési kort. Ezek a kutatások
feltárták, hogy a cirkon kristályosodása több tíz-, esetenként
néhány százezer évvel is megelőzheti a vulkáni kitörés idejét, ami a
magmakamra kitörés előtti fennállásának idejére utal. Ennyi idő
alatt a kristálypép már olyan fizikai állapotba kerül, hogy
kitörésre nem képes, azonban kis mennyiségben még tartalmaz
kőzetolvadékot. A forró, gázokban gazdag bazaltos magma azonban
képes remobilizálni egy ilyen kihűlőben lévő kristálypépet, és ez
akár katasztrofális kitöréshez is vezethet.
A kristályfelbontású kőzettani-geokémiai és
vulkanológiai kutatások, amit kőzettani vulkanológiának nevezhetünk,
az elmúlt években feltűnést keltő eredményeket hoztak. Ezek ugyanis
azt mutatják, hogy egy-egy nagyobb vulkánkitörés előtt a hosszú
szunnyadási időszakhoz képest nagyon rövid idő, akár néhány évtized
alatt is kialakulhat a magmakamrában kitörésre alkalmas magmaanyag,
azaz reaktiválódik a több tízezer évig fennálló kristálypép
(Burgisser – Bergantz, 2011). Ilyen folyamatot rekonstruáltak többek
között az El Chichón 1982-es, a Pinatubo 1991-es és a montserrati
Soufriére Hills-vulkán 1995-ös, sok áldozattal járó és jelentős
anyagi kárt okozó feléledései esetében. A kutatások szerint a
Santorini 3600 évvel ezelőtti katasztrofális kitörését mindössze
néhány évtizeddel előzte meg a magmatározó friss kőzetolvadékkal
való feltöltődése, hasonlóan a Vezúv 79-es kitöréséhez. A vulkáni
kőzetekben lévő kristályok, valamint a hirtelen megdermedt olvadékot
képviselő kőzetüvegek elemzése választ adott arra is, hogy például
miért változott meg a 2010-es Eyjafjallajökull-kitörés jellege,
miért vált a kezdeti, inkább turistacsalogató látványos kitörés
robbanásosabbá, az európai légteret vulkáni hamuval elárasztó és a
repülést megakasztó kitöréssé. A kezdeti kitöréseket okozó bazaltos
magma ugyanis mintegy két hét után a tűzhányó alatt már hosszú időn
keresztül meglévő szilíciumgazdag magmás kristálypépbe nyomult, azt
részben felolvasztotta, keveredett vele, és ezzel hevesebb,
robbanásos kitörésre hajlamosabb magma alakult ki. Jelentős
előrelépést jelent Kate Saunders és munkatársai (2012) tanulmánya. A
kutatók a Mt. St. Helens alatti magmatározóban zajló
magmabenyomulási időszakokat rekonstruálták a kristályok
összetételbeli zónássága alapján, és ezt összhangba tudták hozni a
rendelkezésre álló szeizmikus adatokkal, azaz bizonyos szeizmikus
jeleket meg tudtak feleltetni magmafelnyomulási eseményeknek. Mindez
perspektívát ad arra vonatkozólag, hogy a kőzettani és geofizikai
adatok ötvözésével előre lehessen lépni a vulkánkitörések
hatékonyabb előrejelzéséért.
A kutatások e frontvonalában lévő kérdések
megválaszolásához a hazai vulkanológiai vizsgálatok is jelentékeny
módon hozzá tudnak járulni. Térségünk legfiatalabb vulkánja, a
legutóbb mintegy harmincezer éve működött Csomád kutatása során
olyan kőzeteket sikerült találni, amelyekben megvannak egy hosszú
időn keresztül fennálló szilíciumgazdag kristálypép darabkái (6A.
ábra) és az abba benyomuló bazaltos magma kristályai is. A nagy
felbontású kőzettani-geokémiai elemzések során sikerült
rekonstruálni mindkét magma fejlődését, a különböző mélységekben
lévő magmatározókban zajló folyamatokat, továbbá a két magma
keveredését, az eközben zajló reakciófolyamatokat és a
hőmérséklet-változást. A kristályok összetételbeli zónássága arra
utal, hogy ebben az esetben is meglehetősen gyors lehetett a
reaktiválódás folyamata, az amfibolkristályok körül kialakult
lebomlási reakciózóna vastagságából pedig arra is következtetni
lehetett, hogy a kialakult dácitos magma igen gyorsan, kevesebb mint
két hét alatt a felszínre tört (6C. ábra). Ez azt jelenti,
hogy egy esetleges magmafelnyomulásra figyelmeztető jelek után nem
sok idő áll rendelkezésre a megfelelő intézkedések meghozatalára és
végrehajtására. Mindehhez pedig az is szükséges, hogy a legapróbb
jelzéseket is érzékeljék a műszerek. Ha pedig ezek nincsenek
telepítve, akkor előfordulhat, hogy olyan váratlanul történik egy
vulkánkitörés, mint például 2008. május 3-án a chilei Chaitén
esetében.
Záró gondolatok
E tanulmány írása idején bolygónk tűzhányói viszonylag csendesek,
csupán a szicíliai Etna és a kamcsatkai Tolbacsik látványos
kitörései irányították a figyelmet a vulkánok világára. Látnunk kell
azonban azt is, hogy e vulkáni kitörések mellett ott lapul a kis
valószínűségű, kiszámíthatatlan időben bekövetkező, nagy, akár
globális hatású vagy kisebb, de sűrűn lakott területeket közvetlenül
érintő vulkánkitörések lehetősége is. A következő évtizedekben nincs
kizárva, hogy szembe kell nézni ilyen eseménnyel is. Lehet-e majd
előre jelezni, egyáltalán tudjuk majd, melyik vulkán kitörése
rengeti meg a világot? Ezekre a kérdésekre jelenleg nem lehet
egyértelműen válaszolni. Egy olyan kitörés azonban, mint amely
1783-ban Izlandon, vagy 1815-ben és 1883-ban Indonéziában történt,
ma már egy teljesen más világot érintene. Egyelőre éppen csak
megindultak a vulkánkitörések társadalmi hatását vizsgáló kutatások.
A korábbiakhoz képest most egy technológiailag fejlettebb, de éppen
ezért sebezhetőbb társadalmi berendezkedést érinthetnek e
vulkánkitörések, aminek következményei egyelőre még beláthatatlanok.
A geoparkok, vulkánmúzeumok segítenek jobban megérteni a vulkáni
működés folyamatát úgy, hogy közben pénzt hoznak a lokális
gazdaságnak. A szakemberek mindeközben tudományos munkával, újabb
fejlesztésű eszközökkel igyekeznek jobban megérteni a tűzhányók
természetét. A természeti veszélyre az egyetlen valódi előkészület a
tudástár növelése, a lehetséges hatások elemzése. Sok munka vár a
21. századbana vulkanológiára, amely már számos tudományterülettel
karöltve dolgozik azon, hogy megtanítson együtt élni a természeti
folyamatokkal, legyenek azok akár vonzóak és szemet
gyönyörködtetőek, akár veszélyesek, rombolóak.
A vulkanológia előtt álló kihívások fontos
feladatot adnak a térségünkben dolgozó szakembereknek is. E
kivételes szépségben megőrződött vulkáni hagyatékkal teli területen
hozzájárulhatnak a vulkáni tudáson alapuló gazdaságélénkítéshez,
tudományos munkájuk eredményei beépülhetnek a vulkáni működés jobb
megértését segítő tudástárba, és akár hasznosíthatják a vulkáni
veszélyt előrejelző tevékenységet is. Egyelőre nem kell tartanunk
attól, hogy a Kárpát-medencében is szembe kelljen nézni vulkáni
kitörés veszélyével, de ennek lehetőségét egyértelműen nem zárhatjuk
ki.
A mai világ egyik kiemelt problémájának tekintett
klímaváltozás kérdésében is elkerülhetetlen a természeti folyamatok,
többek között a vulkáni működés hatásainak figyelembevétele, mert
csak így kaphatunk korrekt és megnyugtató képet arról, hogy milyen
jövőnk lesz. Ez természetesen nem menti fel az emberiséget az alól,
hogy csökkentse természetromboló tevékenységét, sőt csak a természet
folyamatait megértve, azzal együtt élve van valódi jövőnk.
Kulcsszavak: vulkanológia, turizmus, veszély-előrejelzés,
geofizika, kőzettan, geokémia, Kárpát-Pannon-térség
IRODALOM
Ashenden, Caroline L. – Lindsay, J. M. –
Sherburn, S. – Smith, I. E. M. – Miller, C. A. – Malin, P. E.
(2011): Some Challenges of Monitoring a Potentially Active Volcanic
Field in an Urban Area: The Auckland Volcanic Field, New Zealand.
Natural Hazards. 59, 1, 507–528. DOI: 10.1007/s11069-011-9773-0
Aspinall, Willy – Auker, M. – Hincks, T. –
Mahony, S. – Nadim, F. – Pooley, J. – Sparks, R. S. J. – Syre, E.
(2011): Volcano Hazard and Exposure in GDRFF Priority Countries and
Risk Mitigation Measures—GFDRR Volcano Risk Study. Bristol
University Cabot Institute and NGI Norway for the World Bank,
Washington DC, NGI Report 20100806
Burgisser, Alain – Bergantz, George W.
(2011): A Rapid Mechanism to Remobilize and Homogenize Highly
Crystalline Magma Bodies. Nature, 471, 212–215.
DOI:10.1038/nature09799
de Boer, Jelle Zeilinga – Sanders, Donald
Theodore (2004): Volcanoes in Human History: The Far-Reaching
Effects of Major Eruptions. Princeton University Press
Gao, Chaochao – Robock, A. – Ammann, C.
(2008): Volcanic Forcing of Climate over the Past 1500 Years: An
Improved Ice Core-based Index for Climate Models. Journal of
Geophysical Research Atmospheres. 113, D23111,
DOI:10.1029/2008JD010239
Harangi Szabolcs (2010): Történelemformáló
nagy vulkánkitörések. – Az emberiség és a vulkánok az évszázadokban.
História, 32, 10–20. •
WEBCÍM
Harangi Szabolcs (2011): Vulkánok. A
Kárpát-Pannon térség tűzhányói. GeoLitera, Szeged
Kutterolf, Steffen – Jegen, M. –
Mitrovica, J. X. – Kwasnitschka, T. – Freundt, A. – Huybers, P. J.
(2012): A Detection of Milankovitch Frequencies in Global Volcanic
Activity. Geology. G33419.1, DOI:10.1130/G33419.1
Neely, Ryan – Toon, B. – Solomon, S. –
Vernier, J. P. – Alvarez, C. – English, J. M. – Rosenlof, K. H. –
Mills, M. J. – Bardeen, C. G. – Daniel, J. S. – Thayer, J. P.
(2013): Recent anthropogenic Increases in SO2 from Asia Have Minimal
Impact on Stratospheric Aerosol. Geophysical Research Letters. DOI:
10.1002/grl.50263
Oppenheimer, Clive (2011): Eruptions that
Shook the World. Cambridge University Press •
WEBCÍM
Popa, Mihaela – Radulian, M. – Szakács, A.
– Seghedi, I. – Zaharia, B. (2012): New Seismic and Tomography Data
in the Southern Part of the Harghita Mountains (Romania,
Southeastern Carpathians): Connection with Recent Volcanic Activity.
Pure and Applied Geophysics. 169, 1557–1573. DOI
10.1007/s00024-011-0428-6
Pritchard, Simon – Simons, Mark (2004): An
InSAR-based Survey of Volcanic Deformation in the Central Andes.
Geochemistry Geophysics Geosystems. 5, Q02002,
DOI:10.1029/2003GC000610
Robock, Alan (2000): Volcanic Eruptions
and Climate. Reviews of Geophysics. 38, 191–219. •
WEBCÍM
Saunders, Kate – Blundy, J. – Dohmen, R. –
Cashman, K. (2012): Linking Petrology and Seismology at an Active
Volcano. Science. 336, 1023–1027. DOI:10.1126/science.1220066 •
WEBCÍM
Schmidt, Anja – Ostro, B. – Carslaw, K. S.
– Wilson, M. – Thordarson, T. – Mann, G. W. – Simmons, A. J. (2011):
Excess Mortality in Europe Following a Future Laki-style Icelandic
Eruption. Proceedings of the National Academy of Sciences of the
USA. 108, 38, 15710–15715. DOI:10.1073/pnas.1108569108
Tuffen, Hugh (2010): How Will Melting of
Ice Affect Volcanic Hazards in the Twenty-first Century?
Philosophical Transactions of the Royal Society A. 368, 2535–2558.
DOI:10.1098/rsta.2010.0063 •
WEBCÍM
|
|
