Milyen gyorsan jön fel a magma? – sajtóközlemény

A kutatócsoport két friss tanulmánya is foglalkozik a magma feláramlási sebességének becslésével.

Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport az elmúlt hetekben két olyan tanulmányt publikált, 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 c. folyóiratban 2010-ben megjelent OTKA kutatáshoz kapcsolódó ismeretterjesztő cikke is beszámolt (http://www.otka.hu/otka-magazin/tamogatott-kutatasok/2011-ben-lezarult-p...). 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. Gondoljunk csak bele, hogy egy olyan nagy népsűrűségű területen, mint pl. az új-zélandi Auckland, amely pontosan egy ilyen vulkáni mező kellős közepén fekszik, ennek mekkora a jelentőssége!

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 (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jgrb.50087/abstract).

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.

A Kutatócsoport két tanulmánya a szakterület vezető szakfolyóirataiban, a Bulletin of Volcanology és a Lithos számaiban került publikálásra:
http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00445-013-0749-7
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493713002880

MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport - http://vulkanologia.elte.hu/
2013. október 11.

Fotó: A mexikói Parícutin 1943. február 20-án nőtt ki egy kukoricaföldön, mondhatni váratlanul. A kitörésnek nem sok előjele volt... (Fotó: Kósik Szabolcs)