Luca, Ottilia
2 °C
5 °C

Milyen gyorsan tör fel a magma?

2013.10.15. 13:14

Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport az elmúlt hetekben két olyan tanulmányt publikált neves szaklapokban, amelyben részletesen foglalkoznak a bazaltos magma feláramlási sebességének becslésével. Mennyi időnk van – ez a vulkanológiai kutatások kulcskérdései közé tartozik. Mennyi idő alatt tör fel a magma, van-e ennek jele, lehet-e ezt észlelni, mennyi idő marad a szükséges intézkedések, például kitelepítés elrendelésének megtételére?

A magmafeláramlás sebességének becslése nem egyszerű feladat, mert erre kevés megfigyelés, adat utal. Amfibol-tartalmú magmák esetében az amfibol kristályok körüli reakciózóna vastagsága utalhat erre, amiről Harangi Szabolcs és Kiss Balázs Élet és Tudomány folyóiratban két éve megjelent OTKA kutatáshoz kapcsolódó ismeretterjesztő cikke is beszámolt. Bazaltos magma feláramlási sebességét azonban jóval nehezebb becsülni, jóllehet ebben az esetben talán még nagyobb igény van e paraméter ismeretére.

A potenciálisan aktív bazaltos monogenetikus vulkáni mezőkön ugyanis akármikor felújulhat a vulkáni működés akár több száz vagy több ezer, illetve tízezer év után is, és nem mindegy, hogy – korábbi tapasztalat híján – e váratlan eseményről mennyivel korábban szerzünk tudomást.

A kutatócsoport elsősorban a bazaltokban található olivin kristályok belső összetételbeli változékonyságát használta fel a magmafeláramlás sebességének becslésére. Az olivin kémiai komponensei közül a kalciumnak olyan a diffúziója, azaz a lassú koncentrációváltozási sebessége, hogy az mérhető, és utal arra, hogy a kristály mennyi időt töltött megváltozott körülmények között. Ilyen például, amikor a földköpenyben lévő olivin kerül be a forró bazaltos magmába. A feláramló kőzetolvadékban utazó olivin kristályban nagyon lassú kémiai változás indul el (a kristály és az olvadék közötti jelentős koncentrációkülönbség kiegyenlítése érdekében), különösen ott, ahol a kristály a kőzetolvadékkal érintkezik. Minél hosszabb időt tölt a kristály a magmában, annál nagyobb mértékű lesz ez a koncentrációváltozás.

A kutatócsoport nagy felbontással – 5-10 mikrononként – mérte a gondosan kiválasztott olivin kristályokban a kalcium-koncentrációt, majd a változás mértékéből számolta ki, hogy ennek kialakulásához körülbelül milyen hosszú idő kellett.

Jankovics M. Éva, az egyik tanulmány első szerzője elmondta, hogy a kapott időintervallum megfelel annak az időnek, ami a kristály magmába való bekerülése és a vulkáni kitörés között telt el. Ez pedig átszámolható magmafeláramlási sebességre, amennyiben ismerjük, hogy az olivin kristály a földköpeny milyen mélységű részéből származik.

A Kapolcs melletti Bondoró és a tőle nem messze fekvő Füzes-tó salakkúp bazaltjában is vizsgálták az olivin kristályok összetételbeli változását, és hasonló eredményt kaptak. A bazaltos magma 3-4 nap alatt szelhette át a földkérget, azaz juthatott fel a földköpeny legfelső részéből a felszínig. Mindez nagyon gyors feláramlást jelent. Hasonló vizsgálatok zajlottak az Erdélyi-medence és a Brassói-medence határán lévő Persány vulkáni mező bazaltjaiban található olivin kristályokon.

Harangi Szabolcs, e tanulmány első szerzője rámutatott arra, hogy a különböző időben felszínre tört bazaltos magmák kőzetmintáinak vizsgálata során hasonló feláramlási sebességértékeket számoltak, és ezek teljesen megegyeznek a másik tanulmányban szereplő adatokkal. Sőt, a 0,14-0,20 m/s sebességérték összhangban van a Kanári-szigetek legnyugatibb tagja, El Hierro térségében 2011 októbere és 2012 márciusa között zajlott vulkáni működés földrengésadataiból becsült magmafeláramlási sebességgel is.

Ezek a magmafeláramlási sebességadatok felhasználhatók a vulkáni veszély-előrejelzési vizsgálatokban, és utalnak arra, hogy adott esetben előfordulhat, hogy csak nagyon rövid idő lesz majd a felkészülésre. Ráadásul mindez csak akkor alkalmazható, ha vannak olyan érzékeny szeizmikus műszerek, amelyek a nagy mélységből jövő, a lakosság által nem érezhető, kis magnitúdójú földrengéseket is rögzíteni tudják. Ha ilyenek nincsenek, akkor mondhatjuk azt, hogy szinte minden előjel nélkül elindulhat vulkáni működés egy bazalt vulkáni területen.