Cirkonkristályok nyomán derült ki, hogy százezer év után is aktívvá válhat egy szunnyadó vulkán

Lukács Réka és munkatársai a Pannon-medence kialakulásának egyik legfontosabb időszakában zajlott vulkánkitörések idejét pontosították. Rámutattak, hogy Európában az elmúlt 20 millió év legnagyobb vulkáni kitöréseit produkáló időszak 14,4 és 18,2 millió éve volt, s mindez a Pannon- (Kárpát-) medencében történt. Több mint 4000 köbkilométer vulkáni anyag terült szét ekkor a térségben, még több mint 1000 km távolságban is hullott a vulkáni hamu. A vulkáni működés ekkora nagysága és jellege összemérhető többek között a 300 ezer éve aktív új-zélandi Taupo vulkáni területen zajlott vulkanizmussal, ahol bolygónk legutolsó szupervulkáni kitörése történt 26500 éve (ekkor, az oruanui kitörés során 1000 köbkilométer vulkáni anyag robbant a felszínre).

Lukács Réka és munkatársai új eredményei szerint a 14,4 és 18,2 millió évvel ezelőtti időszakban legalább három olyan nagy vulkánkitörés történt a Kárpát-medencében, amelynek vulkáni hamuanyaga több mint 1000 km távolságba jutott, és amelyek vulkáni üvegszilánkjai üledékes rétegsorokban megtalálhatók Forrás: Lukács Réka et al.

Nyolc kitörés négymillió év alatt

Lukács Réka szisztematikus mérésekkel és adatértelmezéssel több mint 1400 darab piciny, a hajszálhoz hasonló méretű cirkonkristályon határozta meg a képződésük korát, majd következtetett a vulkánkitörések idejére. A közel 4 millió éves időszakon belül nyolc kitörési eseményt különített el, ezek közül legalább három jelentős nagyságú volt, ami nagy területen okozott vulkáni hamuhullást.

Az eredmények segítségével jobban megérthetjük a Pannon-medence kialakulásának korai időszakát, amikor az elvékonyodó földkéregbe hatalmas mennyiségű magma nyomult, és a hosszú időn keresztül történő felfűtésnek számos következménye volt. A kutatócsoport az új koradatok alapján fontos tektonikai események idejét is meghatározta, így új megvilágításba került két jelentős kőzetblokk forgási eseményének kora. A friss koradatok segítik azon képződmények korrelálását, amelyek a tágabb térséget ekkor jellemző Paratethys-óceán tengeri környezetében alakultak ki. Ez utóbbi fejlemény is nagy jelentőségű, mivel hozzájárul a miocén időskála regionális és globális pontosításához. Lukács Réka és kollégái tanulmányát az Earth-Science Reviews szakfolyóirat meghívott közleményként közölte. A vizsgálatokat az NKFIH-OTKA posztdoktori kutatási támogatása tette lehetővé.

Hatalmas szünetek a kitörések között

Szintén az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport tagjaként kutatta Molnár Kata PhD-hallgató a hosszan szunnyadó vulkánok természetét. Eredményei szerint a vulkánkitörések között hosszú időszak, akár több mint 100 ezer év is eltelhet, ám még ezután is felújulhat a vulkáni működés. Mindezt figyelembe kell venni a vulkáni veszélyt felmérő vizsgálatok során, ezért felhívja a figyelmet a látszólag inaktív, hosszan szunnyadó vulkánok kutatásának fontosságára.

A Csomád lávadómmezőn zajló vulkánkitörések kora Molnár Kata és munkatársai legújabb geokronológiai vizsgálati eredményeinek alapján. A szürke sávok a kitörések közötti szunnyadási időszakokat jelzik. Forrás: Molnár Kata et al.

Molnár Kata PhD-dolgozatában egy viszonylag új kormeghatározási módszert alkalmazott. A cirkonásványokon végzett (U-Th)/He geokronológia lehetőséget ad olyan esetekben is a vulkánkitörések idejének meghatározására, amikor a hagyományos módszerek nem használhatók. A kutatás újdonsága, hogy ilyen részletességű kormeghatározási vizsgálatot 1 millió évnél fiatalabb vulkánkitörések esetében még nem nagyon végeztek.

A kutatócsoport tagjai a Kárpát-medence legfiatalabb vulkánja, a székelyföldi Csomád környezetében lévő összes vulkánkitörési helyszínről kőzetmintát vettek, ami lehetővé tette nemcsak a kitörési idők, hanem a köztük lévő szunnyadási időszakok meghatározását is. Kimutatták, hogy a területen elszórt, kis térfogatú lávakőzeteket eredményező kitörések 1 millió éve kezdődtek, és a vulkáni működések között több mint 100 ezer éven keresztül tartó nyugalmi szünetek is voltak. A népszerű kirándulóhelyként és a kénes szén-dioxid-kiáramlásairól is ismert Büdös-hegy és Bálványos lávadómjai 642 ezer, illetve 583 ezer éve alakultak ki (30-40 ezer éves hibahatáron belül). A Csomád-vulkán működése 150-180 ezer éve kezdődött, ami előtt szintén több mint 100 ezer évig nyugalom lehetett a térségben. Molnár Kata és munkatársainak tanulmányát a Journal of Volcanology and Geothermal Research közölte open access formában; a kutatást az NKFIH-OTKA támogatta.

A vizsgált cirkonásványok Forrás: MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport

A hosszú nyugalmi idő után is felújuló vulkánkitörések új szempontot adnak többek között a Csomád kb. 30 ezer éve zajló szunnyadásának értékelésében is. Figyelembe véve a kutatócsoport korábbi kutatási eredményeit, bár a felszínen minden nyugodt, a vulkán alatti magmatározó rendszer továbbra is aktív lehet. Természetesen ez nem jelenti azt, hogy a közeljövőben vulkánkitöréstől kellene tartani a Csomádon – azonban Molnár Kata eredményei szerint ez a lehetőség nem zárható ki. „Ezért fontos a Kárpát-medence legfiatalabb tűzhányójának további kutatása, ami az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportnak is egyik kiemelt célfeladata” – mondta Harangi Szabolcs egyetemi tanár, az MTA-ELTE Kutatócsoport vezetője.

A Tar község (Északnyugat-Mátra) melletti felhagyott Fehérkő bánya ignimbrit fala, az egykori kőfejtés során használt vágókorong vágási nyomaival). A legalább 30 méter vastagságot elérő vulkáni képződmény a 14,9 millió éves Demjén ignimbrit kitörés során keletkezett, ami talán a legnagyobb vulkánikitörés lehetett a 14,4 és 18,2 millió év közötti időszakban Fotó: Harangi Szabolcs