Kristályok vizsgálata segíti a vulkánkitörések előrejelzését

A vulkáni mezők a tűzhányók egy speciális típusát képviselik. A vulkánok itt mindig máshol lépnek működésbe, nem lehet megmondani, hogy mikor, de azt sem, hogy hol tör fel majd a magma. Ráadásul a kitörések itt jóval ritkábbak, mint a nagy, A Journal of Volcanology and Geothermal Researchben megjelent cikkközponti kürtőjű vulkánok esetében. A kitörések között évszázadok, sőt akár több tíz- vagy több százezer év is eltelhet. Mexikóban 1943-ban lakott település közelében, egy kukoricaföldön nőtt ki egy tűzhányó, Új-Zéland legnagyobb települése, Auckland, pedig egy vulkáni mező kellős közepén található, ahol utoljára mintegy 600 éve volt vulkánkitörés.

Ezeken a területeken bármikor bekövetkezhet egy újabb vulkáni esemény, ezért a vulkáni mezők kutatása különösen fontos a vulkanológia területén.

A Pannon-medence egyfajta természeti laboratórium a vulkáni mezők vizsgálatában, az itt zajló kutatások fontos hozzájárulást jelentenek a vulkanológiai ismeretekhez. Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport már számos tanulmányt közölt a témában, mégpedig egy viszonylag újszerű, detektív jellegű kutatás eredményeképpen. „Ahogy a detektívmunkákban, itt is tanúkat keresünk, akik az események szemtanúi lehettek és ezért fontos információk hordozói” – mondja Harangi Szabolcs, a kutatócsoport vezetője. Ebben az esetben a tanúk a vulkáni kőzetekben rejlenek. Mi az egyedi kristályokat vallatjuk, azaz elemezzük megjelenésüket, belső felépítésüket, kémiai összetételüket, és ebből következtetünk arra, milyen körülmények között jöttek létre.”

A mozaikokból pedig összeállítható a teljes történet.

A kristályokból kinyert információ alapján rekonstruálható, mi történt a vulkánkitörések előtt a magmatározóban, milyen folyamatok zajlanak a mélyben és esetenként az is, mi vezetett végül a vulkánkitöréshez, és milyen gyorsan tört fel a magma.

A vulkáni mezők tűzhányóinak kialakulását sokan egyszerűnek tartják, mondván mindegyiket egy földköpenyben keletkezett, felszínre tört bazaltos magmatömeg építi fel. A vulkáni működés nem több, mint néhány év, aztán jön valamikor egy másik magmatömeg, amely máshol alakít ki egy új tűzhányót. A kutatócsoport tudományos eredményei azonban arra utalnak, hogy ezek a folyamatok jóval bonyolultabbak.

A guatemalai Fuego kitörése Fotó: Martin Rietze / tuzhanyo.blogspot.com

A Jankovics Mária Éva által vezetett, a nemzetközi élvonalba tartozó kutatótársakkal készített és a vulkanológia szakterületének egyik vezető szakfolyóiratában frissen megjelent tanulmányban a kutatócsoport a Balaton-felvidéki Fekete-hegy történetét rekonstruálta. „A bazaltokban olivin- és spinellkristályokat vizsgáltunk, e kristályok ugyanis a legjobb tanúk a magmafejlődés folyamataira – mondta Jankovics M. Éva. – Az eredmények meglepőek voltak. Bár a bazaltokat sokan a legegyszerűbb vulkáni kőzeteknek gondolják, az olivin- és spinellkristályok kémiai összetétele rendkívül változatos képet mutatott.”

Nem volt egyszerű az adatok értelmezése, a mozaikok összeillesztése. A rekonstruált történetben több magma vett részt, amelyek keveredtek egymással a földkéreg alsó részén. Innen indultak el ismétlődően végül azok a bazaltos magmatömegek, amelyek a Fekete-hegy vulkánosságát okozták.

A tudományos eredmények felhasználhatók a vulkáni kitörés előrejelzésében is. A rekonstruált magmafejlődési történet arra utal, hogy a földkéreg és földköpeny határán hosszú idő alatt egy kiterjedt magmatározó alakul ki, amibe időszakonként friss magma érkezik. Ezeknek az eseményeknek vannak jeleik, földrengések, földrengésrajok pattanhatnak ki, hasonlóak, mint amilyet nemrég a németországi Eifel térségében regisztráltak. Mindez azt jelzi, hogy aktív a mélybeli magmás rendszer, és fontos a folyamatos megfigyelés. Új eszközökkel további jeleket (pl. gázok, a felszínemelkedés mérése) kell fogni, hogy időben észlelni lehessen, ha egy magmatömeg végül elindul a felszín felé. Ekkor azonban – szintén a kutatócsoport egy korábbi tudományos eredménye alapján – már csak néhány nap marad az előkészületekre, mert a magma ilyen gyorsan a felszínre érhet.