Egy hete tart Izlandon a Geldingadalir vulkán kitörése, az elzárt völgyben zajló látványos vulkánkitörés érdeklődők ezreit vonzza minden nap. Az izlandi hatsóságok rendkívül felkészültek: turistaösvényt jelöltek ki, hogy bő 1,5 órás gyaloglással mindenki biztonságosan elérje a célt és haza is tudjon térni (igaz, az első napokban többen eltévedtek). Az első vélemények még azt jósolták, hogy ez meglehetősen kis kitörésnek tűnik és valószínűleg nem tart tovább, mint néhány nap, esetleg néhány hét. Most már viszont az előrejelzések éveken, sőt évtizedeken keresztül tartó vulkánkitörést prognosztizálnak. Mitől ez a változás?
A válasz a lávakőzetekben van. A vulkáni kőzetek vizsgálata segít jobban és mélyebben megismerni a vulkáni működés okát és hajtóerejét. A vulkáni működés előrejelzésében vagy egy már zajló kitörés monitorozásában általában arra gondolunk, hogy a fő hangsúly a földrengésadatokon, a felszínemelkedés megfigyelésén és a gázok elemzésén van. Ezek mind olyan jelek, amik a magma mozgását jelzik. De mi van magával a főszereplővel? Mit tudunk a magmáról és mit szeretnénk tudni, hogy jobban megértsük a vulkáni működést? Ez a kérdés korábban háttérbe szorult, azonban ma már egyre inkább megkerülhetetlen részéve válik a vulkanológiai vizsgálatoknak.
A vulkáni kőzetek a korábbi vulkánkitörések (amelyekről nincs közvetlen megfigyelés) egyetlen tanúi. Ezek tükrözik a kitörést tápláló magma jellegét és ezeknek felszíni formáiból olvasható ki a vulkáni működés lefolyása. A vulkáni kőzetek segítenek annak megértésében is, hogy egyáltalán mi indítja el a vulkáni működést, hogyan alakul ki a kitörésre fizikailag alkalmas magma a magmatározóban, ez milyen gyorsan történik, miért indul a felszín felé és azt milyen gyorsan éri el. Összességében kijelenthetjük: a vulkáni kőzetek elemzése kulcsfontosságú a vulkáni működés jobb megértésében a forrástól a felszínig.
Magyarok kulcsszerepben
Példaértékű gyorsasággal, 48 óra alatt történtek meg a lávakőzetek első elemzései és ebben nagy szerepet játszott az ELTE TTK-n végzett geológus, Bali Enikő, aki most az Izlandi Egyetem docense. Bali Enikő az ELTE Kőzettan-Geokémiai tanszékén, Szabó Csaba litoszféra-kutatócsoportjában dolgozott már hallgatóként is, és itt szerezte meg doktori fokozatát. Több külföldi egyetem után került Izlandra most ott kamatoztatja kőzettani és geokémiai tudását. Már fontos szerepet játszott a 2014-15-ös Holuhraun kitörés kőzeteinek elemzésében és most is új elemeket tudott bevinni a vizsgálatokba. Ez pedig a lávakőzetben lévő kristályok nagy felbontású elemzése és az adatok értelmezése.
Bali Enikő és kutatótársai nagy figyelmet kapó eredményeket produkáltak, ami alapján újra kellett értelmezni a vukáni működés természetét és jövőjét is. A lávakőzetek kémiai összetétele bazalt, de ami lényeges, hogy különbözik a Reykjanes-félsziget korábbi kitöréseit tápláló magmáétól és inkább a 7000-14000 éve zajlott, nagy térfogatú lávakőzeteket eredményező vulkánkitörésekhez hasonlít. A kémiai összetételből az olvasható ki, hogy nem sokban különbözik a földköpeny olvadása során kialakult magma összetételétől. Ez azt jelenti, hogy a magma közvetlenül a földköpenyből tör fel, 17-20 kilométer mélységből és nem áll meg a földkéregben, nem hoz létre magmakamrát, hanem egyből a felszínre tör. Miért kapták fel a fejüket a legtapasztaltabb vulkanológusok erre az eredményre? Azért mert az ilyen típusú magmák jellemzően nagy térfogatú lávafolyamokat, kiterjedt pajzsvulkánokat építenek, mégpedig hosszú időn keresztül, évek-évtizedek alatt.
A másik fontos következmény, hogy a földköpenyből érkező magma oldott gázokban gazdag. Itt jött a képbe Bali Enikő másik fontos mérési eredménye. Nagy pontosságú elektronmikroszonda méréssel meghatározta a kristályokban lévő néhány 10 mikronos kőzetüvegzárványok (csapdázódott olvadékcseppek, amelyek hirtelen megdermedve kőzetüveggé szilárdultak) és a lávakőzet üveges alapanyagának kéntartalmát. A különbség jelentős: az előzőben 1140 g/t, az utóbbiban pedig 250 g/t kéntartalom van.
Hova tűnt 890 g/t kén?
A vulkáni kitörés során mérik a levegőbe jutott gázok mennyiségét is és azt tapasztalták, hogy jelentős a kén-dixoid mennyisége, majdnem annyi, mint az Egyesült Királyság ipari és egyéb létesítményeiből egy nap alatt légkörbe kerülő kén-dioxid gáz mennyisége. A kén tehát gázokban távozik, a nyomás csökkenésével gázbuborékok formájában kiválik a magmából, majd eljut a légkörbe kén-dioxid és kén-hidrogén formájában. Ez súlyosan légszennyező anyag és fontos monitorozása, mert komoly problémákat okozhat, ha lakott településekre jut.
A kőzettani eredmények alapján tehát ma már az a prognózis, hogy ez a vulkáni működés nagyon hosszan eltarthat, hiszen a földköpenyben óriási mennyiségű magma van és a másfél éven keresztül tartó földrengések során meggyengült, repedésekkel, hasadékokkal átjárt földkérgen keresztül gyorsan a felszínre tud törni. Ez pedig teljesen új helyzetet teremt. Nem teljesen példa nélkülit, hiszen a hawaii Kilauea területen például 1983 és 2018 között megállás nélkül 35 éven keresztül zajlott a vulkáni működés. De azért itt más a helyzet. Izland legnagyobb népsűrűségű részén vagyunk és ilyet a modern történelemben még nem tapasztaltunk. Meg kell tanulni együtt élni egy ilyen természeti eseménnyel, folyamatos előrejelzést kell adni, a tudósoknak pedig ez egy ritka lehetőség, hogy a Föld egy különleges folyamatát modern műszerekkel közvetlenül meg tudják figyelni és elemezni. Ez a földtudomány számára óriási, friss tudást nyújt, ami kulcsfontosságú lehet a vulkáni kitörések előrejelzésében.
(A szerző geológus, vulkánkutató, az MTA levelező tagja, intézetigazgató egyetemi tanár, kutatócsoport-vezető)
