A természet dühöngése kimaxolva: vulkánkitörés villámokkal

Január 12-én vasárnap, helyi idő szerint kora délután kitört Fülöp-szigetek egyik legveszélyesebb tűzhányója, a Manilától 65 kilométer távolságra lévő Taal vulkán. Több mint négy évtizeden keresztül aludt a vulkán, olykor azonban földrengésrajok jelezték, hogy friss magma érkezik alá. Tavaly márciusban gyakoribbá váltak a földrengések. A helyi vulkanológiai intézet, a PHIVOLCS első szintre emelte a készültségi szintet, de nem történt semmi. Itt érezhető, mennyire nehéz egy vulkánkitörés előrejelzése: nem történt semmi 10 hónapon keresztül, egészen január 12 délig. Egy órakor újra földrengések sorát észlelték a műszerek, ezért a szakemberek a második fokozatra emelték a készültséget. Mindössze egy óra telt el és megindult a kitörés. Egyetlen óra, de teli bizonytalansággal: vajon felszínre tör a magma, lesz kitörés? Szerencsére nem volt senki a kráter közelében, nem volt áldozata kitörésnek, azonban a Taal-tó környezetében több millióan élnek és ismert, hogy a vulkán kitörései az elmúlt évszázadokban már több mint ezer életet követeltek.

Egy óra kellett ahhoz, hogy a magma utat találjon a felszínre. Először ki kellett takarítania a kürtőt: a magma óriási nyomása miatt repedések keletkeztek a kőzettestben, ahova leszivárgott a vulkán kráterében lévő tó vize. A felfűtött víz gőzzé vált és délután 2 órakor ez egy úgynevezett freatikus kitörést indított el, azaz a felszínközeli szétrobbant kőzetek darabjai tódultak a felszínre. Ahogy a kürtő kitisztult, a magma is utat talált, és a kitörés intenzívebbé vált: a felfelé gomolygó vulkáni hamufelhő 12-15 kilométer magasba emelkedett miközben villámok tucatjai cikáztak benne.

Honnan jött ennyi villám?

A vulkánkitörésekhez kapcsolódó villámok nem annyira szokatlanok, egyre több esetben figyelhetők meg és egyre több fantasztikus fotó készül róluk. Sőt, a villámok megfigyelése segít a kitörés előrejelzésben is. Az elmúlt évtizedben egyre több kutatás irányult arra, hogy magyarázatot találjanak a szakemberek arra, hogy miért kíséri egyes vulkánkitöréseket tucatnyi villámlás, másokat pedig miért nem. Szemet kápráztató villámlásokat figyeltek meg az izlandi Eyjafjallajökull 2010-es kitörése során, a chilei Calbuco, Chaitén és Puyehue kitörései alkalmával, és szinte minden alkalommal villámlás kíséri a japán Sakurajima kitöréseit is. Villámok járták át a Vezúv legutolsó kitörési felhőjét is 1944-ben és villámlásokat írt le ifjabb Plinius a Vezúv 79-es kitörése során is.

A villámlás létrejöttéhez jelentős töltéskülönbség kialakulása szükséges. Ez egy zivatarfelhőben a vízcseppek és jégkristályok mozgásával, az ütközések során kialakuló töltés szétválással és a felhő alsó és felső része közötti jelentős töltéskülönbséggel magyarázható. Nem sokban különbözik ettől a vulkán kitörési felhőoszlopában cikázó villámok kialakulása sem. Azonban vannak lényeges különbségek: a vulkáni hamufelhőben történő intenzívebb ütközések és a magasabb hőmérséklet. Emiatt még drámaibb a vulkánkitöréshez kapcsolódó villámtevékenység. A legnagyobb villámok általában nagy kitörési felhők esetében, a vulkáni működés legerősebb szakaszában figyelhetők meg.

A magas hőmérséklet és a nagy mennyiségű apró, milliméternél is kisebb vulkáni hamuszemcse elősegíti, hogy sok ütközés legyen és ezek során az részecskék elektromosan feltöltődjenek. A 10-15 kilométer magasra emelkedő hamuoszlop teteje a légkör alacsony hőmérsékletű rétegébe jut, ahova csak a legkisebb hamuszemcsék jutnak el, a vízgőz pedig jégkristályokká fagy. Ezzel szemben a kitörési felhő alján magasabb hőmérsékletű, nagyobb tömegű vulkáni hamuszemcsék vannak. A kitörési felhő gomolygása élesen elkülöníti a különböző töltésű részecskéket és ezzel óriási feszültség alakul ki a kitörési oszlop egyes részei között, illetve a hamufelhő és a földfelszín között. A hatalmas töltéskülönbség villámlással oldódik fel, amikor elektronok milliárdjai mozognak a két pólus között. Egy kitörési felhőben így egyszerre több villám is kialakulhat, sőt ezek a földbe is csaphatnak ami komoly veszélyt jelentenek a közelben tartózkodókra.

Mi lesz még itt?

Miközben a világ a fantasztikus villámbemutatóra figyel, kérdés, hogy tud-e még további izgalmat hozni a fülöp-szigeteki vulkánkitörés. Bár a kitörés intenzitása némileg csökkent, teljesen nem állt meg. Ilyen hosszú szunnyadás után várható, hogy egy komolyabb napokig is eltarthat, és akár tragikussá is válhat. Ha ismét víz kerül a kürtőbe, még nagyobb energiájú robbanásos kitörés következik be, oldalirányba mindent elsöprő piroklaszt-árak indulhatnak el, ahogy ez 1965-ben történt. A Taal-tó környékén már most mindent szürke vulkáni hamu borít, az eső miatt sok helyen sártenger alakult ki, állatok hulltak el. A magasba gomolygó kitörési felhőoszlop repülőjáratokat akasztott meg és máris több tized millió tonna kén-dioxid jutott a magas légkörbe.

(A szerző geológus, vulkánkutató, az MTA levelező tagja, az ELTE Kőzettan-Geokémiai tanszékének tanszékvezető egyetemi tanára, az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportjának vezetője)