Szupervulkánok márpedig nincsenek

A szupervulkán elnevezés a BBC Discovery csatorna egy adása után terjedt el, amely a Yellowstone park alatti vulkán egy esetleges kitöréséről szólt. Az adás után nagyobb figyelem fordult ezekre a hatalmas kitörésekre, és a kitörések erősségét jelző VEI skálán a legmagasabb fokozatot elnevezték szupervulkáni kitörésnek.

Ez azt jelenti, hogy a robbanásos kitörés során több mint 1000 köbkilométer térfogatú vulkáni anyag (tefra) kerül a felszínre. Ez hatalmas mennyiségű vulkáni anyag, ezerszerese egy átlagos vulkáni kitörésnek. A történelemből nem is ismerünk ilyen kitörést, csak a földtörténeti korban történek ilyenek. A feltételezések szerint 73 ezer évvel ezelőtt a Toba lehetett ilyen, amikor 2800 köbkilométer anyag került a levegőbe. De ilyen lehetett a Yellowstone vulkán is 600 ezer évvel ezelőtt.

A történelmi korban a legerősebb kitörés, amit ismerünk, az indonéziai Tambora vulkán 1815-ös kitörése volt, ez 7-es fokozatú volt, és nagyjából 150 köbkilométer anyagot lövellt ki. Hatása az egész bolygón érezhető volt, 1816-ban sok helyen nem volt nyár, a telek szokatlanul hidegek voltak.

Mi okozza a kitörést?

A vulkanológia tudománya elfogadta a szupervulkáni kitörés elnevezést. Szupervulkán azonban nem létezik, legfeljebb olyan vulkáni rendszerek, amelyek képesek szupervulkáni kitörést produkálni. Ezekben persze nem szupervulkáni kitörések is történhetnek. Egy idén megjelent tanulmányban két kutatócsoport az olvadt magma és az azt övező kőzetek eltérő sűrűségével magyarázza a kitörést. Mint a felhajtóerőnél, amikor egy labdát nyomunk a vízbe, az a felszínre kerül.

Hasonló folyamatok játszódnak le szilárd kőzeteknél is, ilyenkor a könnyebb kőzetnek óriási kiterjedésűnek kell lennie ahhoz, hogy megtörje a felette lévő egységes réteget, és ezeken a rétegeken elinduljon a felszín felé. Amikor megindul, már felgyorsul a folyamat. A feltörő magmából ugyanis a nyomáscsökkenés hatására kiválnak az oldott illóanyagok (például szén-dioxid és víz), ezzel a magmában gázbuborékok jelennek meg, amelyek tovább csökkentik a magma sűrűségét, mellesleg pedig a gázbuborék képződés térfogat-növekedéssel jár, ami további feszítő nyomást okoz.

Egy szupervulkáni kitöréshez szükséges magma több százezer év alatt gyűlik össze, ha már megindult a folyamat, vagyis elkezdődött a kritikus mennyiségű olvadéktömeg elkülönülése, akkor néhány évszázad alatt lehet kitörés. Egyelőre a Föld egyetlen területén nem ismerünk olyan helyszínt, ahol szupervulkáni kitörésre alkalmas kőzetolvadék tömeg tározódna. Még a Yellowstone sem.

A Yellowstone alatti tízezer köbkilométer

Leggyakrabban a Yellowstone-t szokták szupervulkánnak nevezni, a legutóbb is úgy került a hírekbe, hogy kutatók kiderítették, jóval nagyobb a kiterjedése, mint korábban gondolták. Harangi Szabolcs, az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport vezetője és a Tűzhányó blog szerzője szerint a magmakamrát nem úgy kell elképzelni, mint egy hatalmas, olvadékkal teli üreget a földkéregben, hanem inkább úgy, mint egy hatalmas szivacsot, amelyben a kristályos, szilárd anyagban lévő kisebb-nagyobb terekben olvadék is van. A Yellowstone alatt több mint tizenötezer köbkilométer kiterjedésű magmás test van, azonban ennek kevesebb mint harminc százaléka olvadék (így is jóval több, mint a szupervulkáni kitörés határául szolgáló ezer köbkilométer), de ez elkülönülten van. Akkor van esélye felfelé indulni, ha az olvadék összeáll.

Ezt azonban már meg tudják figyelni például földrengéshullámok segítségével. A rengéshullámok ugyanis lassabban haladnak a folyékony kőzetekben, így lehet kiszámolni az olvadék mennyiségét és helyét. A kutatók jelenlegi ismeretei szerint még messze nem tart ott az összeállás, hogy a közeljövőben számítani lehetne egy szupervulkáni kitörésre.

Több ismert óriáskitörése volt a Yellowstone-nak, ezek közül korban a legközelebbiek a 2,2 millió éve, 1,3 millió éve és 640 ezer éve történtek. Ezekből az első és a harmadik kitörést nevezhetjük szupervulkáninak, a másodiknál 280 köbkilométer volt a levegőbe jutott anyag mennyisége. De ezenkívül is volt vagy egy tucatnyi lávás kitörése is, tehát itt is láthatjuk, hogy egy hatalmas magmát tartalmazó üreg felett sem feltétlenül szupervulkáni a kitörés.

Emelkedik a hegy

A megfigyelésben segítenek az új technológiai eszközök, amelyekkel le tudnak látni a mélybe. Matematikai modellekkel is dolgoznak, amelyek a folyamatokat segítik megérteni. Műholdakkal, radarokkal is figyelik a potenciálisan veszélyes helyeket, így a vulkanológusok nagyjából ismerik, hol nyomul be hatalmas magmatömeg a hegyek alá.

Ha ugyanis ez a hatalmas tömeg kialakul, akkor hihetetlen erejű nyomás irányul felfelé, a felszín elkezd púposodni. A kutatók tudják, hogy az Andokban hihetetlen mennyiségű magma tározódik a szunnyadó tűzhányók alatt. A bolíviai Uturuncu hegy például fél métert emelkedett az elmúlt években, még azt is ki tudták számolni, hogy ötven köbkilométer magma nyomult be alá.

Harangi Szabolcs szerint a fél méter igen jelentősnek mondható. Még az aktív vulkánok is lélegeznek, kitörés előtt emelkednek néhány centimétert, de a 8-10 centiméteres emelkedésre már fel szoktak figyelni. Nemrég például Santorini is mutatott némi emelkedést, de ez is csak 10-12 centiméter volt. A kutatóknak igen nehéz szunnyadó vulkánokat megfigyelni, hiszen még az összes aktív vulkán megfigyelésére sincs elég pénz. Ez a félméteres emelkedés azonban meggyőző volt, most már kutatócsoport figyeli az ottani folyamatokat.

Veszélyes zónák

Számtalan potenciális veszélyzónáját figyelik a Földnek, ugyanis egyre többen, ma már ötszázmillióan élnek olyan vulkánok közelében, amelyek bármikor kitörhetnek. A Föld legveszélyesebb zónái közé tartozik a nápolyi térség, de meglepő módon nem a Vezúv miatt, hanem az ottani Flegrei-mezők kalderája miatt (ilyen kalderákat egyébként hatalmas erejű vulkáni kitörések okoztak a múltban). Hasonlóan veszélyes terület a Mexikóváros melletti Popocatépetl vulkán, amely bármikor kitörhet, de a Fujit is közelről figyelik Tokió mellett.

Peruban és Mexikóban is vannak olyan vulkánok, amelyek kitörésükkel nagyon sok ember lakhelyét veszélyeztetnék. Az Egyesült Államokban is vannak olyan vulkánok, amelyek a Mount St. Helens 1980-as kitöréséhez hasonlóan aktivizálódhatnak, ilyen a Mount Baker például.

Új Zéland több szempontból is veszélyzónának számít, egyrészt a Taupo-tó területén bármikor kitörhet egy vulkán, ugye itt volt az utolsó szupervulkáni kitörés is 26 500 évvel ezelőtt. Ennél jóval veszélyesebb hely Auckland városa, amely bazaltvulkáni mezőre épült. Amikor a várost építeni kezdték, nem tudták, hogy hatszáz évvel ezelőtt volt az utolsó kitörés. Most intenzíven figyelik a vulkán minden rezdülését, hiszen akár a város főterén is lehet kitörés.

Mint derült égből napsugár

A Föld tehát tele van veszélyzónákkal, mégis előfordulhat, hogy olyan területen tör ki egy vulkán, ahol korábban semmilyen erre utaló jel nem volt. Lehetnek olyan kitörések is, amelyeket egyáltalán nem lehet előre jelezni és egy-két nap alatt lejátszódnak. Harangi Szabolcs elmondta, hogy még a Kárpát-medencében is előfordulhat ilyen, pedig erről a helyről tényleg senki nem gondolja, hogy kitörés lehetne. Mégsem lehet teljesen kizárni.

Olyan eseteket is ismernek a kutatók, amikor évmilliókig semmi jele nem volt vulkáni aktivitásnak, mégis megjelent ott egy vulkán. Mohács mellett kétmillió éve úgy keletkezett egy vulkáni kupac, hogy előtte és utána semmi nem történt ott. Ugyanez történt Temesvár mellett is szintén kétmillió évvel ezelőtt.

A mexikói Parícutin vulkán még különösebb. 1943-ban egy helyi gazda egy 47 méter hosszú repedést talált egy délután a kukoricamező közepén, innen nőtt ki a vulkáni kúp, amely aztán kilenc évig működött, és számos települést rombolt le. Ennek sem voltak komoly előjelei.

A műszerek, újabb technológiák, műholdas megfigyelések segítségével egyre pontosabb előrejelzésekre képesek a vulkanológusok. Vannak is sikertörténeket a közelmúltból, 2010. október 25-én 24 órával a Merapi vulkán kitörése előtt sikerült figyelmeztetni a helyieket és több tízezer embert menekítettek ki a vulkán közeléből. De ehhez azt is tudni kell, hogy ez az egyik legjobban megfigyelt vulkán, amely hirtelen teljesen más jeleket kezdett mutatni, mint a korábbi évtizedekben.

Ezzel ellentétes példa a most igencsak aktív Sinabung, amely 2010-es aktivizálódása előtt évszázadokon keresztül szunnyadó vulkán volt. A jelenleg is folyamatosan lezúduló izzófelhők miatt már több mint huszonötezer embert telepítettek ki a vulkán közeléből, de a kutatók még csak most ismerkednek a heggyel, és próbálják kiépíteni a megfigyelő rendszereket. A hosszú inaktivitás miatt a tűzhányó korábban nem állt folyamatos megfigyelés alatt, a kutatók jelenleg igyekeznek kiépíteni a megfigyelő rendszereket. Harangi Szabolcs hangsúlyozta: idővel elérhetünk oda, hogy a vulkanológusok egyre pontosabban tudják majd előre jelezni a kitöréseket, de ehhez nagyon sok műszeres megfigyelésre, kutatási adatra van szükség, mivel ismerni kell az adott vulkán jellemzőit is.