A Csomád vulkáni kitöréseinek kora és a magmakamra élettartama: lehet-e még vulkánkitörés?

Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportjának kiemelt, csomádi kutatása ismét egy fontos mérföldkőhöz érkezett. Egy januárban megjelent tanulmányukban geofizikai és kőzettani adatok alapján mutatták ki, hogy a térség legfiatalabb vulkánja alatt még van olvadékot is tartalmazó magmás test. Most ismét a vulkanológia egyik vezető szakmai folyóirata, a Journal of Volcanology and Geothermal Research publikálta tanulmányukat, amelyben egy újszerű kormeghatározási módszerrel pontosan megadják mikor voltak a vulkáni kitörések és milyen hosszú lehet az élettartama a vulkán alatti magmatározónak. Mindezek alapján újabb tudományos érv szól a mellett, hogy a jelenleg látszólag inaktív tűzhányó felébredésének, az újabb vulkánkitörésnek az esélye megvan. Természetesen ez nem jelenti azt, hogy bizonyosan lesz újabb vulkánkitörés, de a lehetőség erre fennáll! A friss kutatási eredmények alapvetően módosítják a tűzhányó korábbi vulkáni működési idejéről alkotott nézeteket, a szerzők rámutatnak arra, hogy a Csomád jóval fiatalabb vulkán, mint ahogy azt eddig gondolták!

A vulkáni veszély értékelése olyan területeken különösen nehéz, ahol a történelmi időkben nem volt vulkánkitörés és ahol nincs erre vonatkozó tapasztalat. Európában nem sokan gondolnák, hogy akár Franciaország, akár Németország területén vulkánkitörés lehet. Pedig mind az Auvergne, mind az Eifel térsége olyan terület, ahol 6-10 ezer éve még volt vulkáni működés és ahol nincs kizárva, hogy a jövőben újabb ilyen esemény következik be. A kutatócsoport friss tanulmánya rávilágít arra, hogy a Kárpát-Pannon térségben is hasonló a helyzet. Bár itt a legutolsó vulkáni működés 32 ezer éve volt, a tűzhányó korábbi története azt jelzi, lehet még folytatás!

A kutatók egy piciny ásvány, a cirkon urán-hélium és urán-tórium kormeghatározása alapján rekonstruálták a vulkán legutolsó intenzív vulkáni működési szakaszában zajlott jelentősebb kitörések korát. Kiderült, hogy a tűzhányó vélhetően hosszú, akár 40 ezer éves szunnyadás után egy igen heves, robbanásos kitörésekkel tarkított aktív periódusba lépett 56 ezer évvel ezelőtt és ez a szakasz egészen 32 ezer évvel ezelőttig tartott. Ebben az időszakban alakult ki a Mohos és a Szent Anna kráter mégpedig hatalmas robbanásos kitörésekkel. Új eredmény, hogy a Szent Anna-tó krátere nem a legutolsó kitörés során jött létre, hanem 39 ezer évvel ezelőtt. Ez a vulkáni működés talán a nem olyan régi, április 22-i chilei Calbuco tűzhányó kitöréséhez hasonlítható. A több, mint 10 kilométer magasra emelkedő vulkáni hamufelhőből még 20 km távolságban is több centiméter nagyságú horzsakövek potyogtak (ezt őrizte meg a Kézdivásárhely közelében lévő homokfalban egy 20 centiméter vastag vulkáni réteg), a vulkáni hamuanyag egészen a Fekete-tenger fölé is eljuthatott. Ennek kimutatása izgalmas kihívás a vulkáni üledékek elterjedésével foglalkozó kutatóknak.

A kutatócsoport tudományos eredménye azonban arra is rámutat, hogy hasonló nagy robbanásos kitörések többször is voltak a Csomádon, ezek között pedig a lassan kitüremkedő lávadómok összeomlása okozott pusztító izzófelhőket, amelyek a vulkán oldalában lévő növényzetet felperzselte. Egy ilyen izzófelhő anyagában szenesedett növénymaradványok is előfordulnak, aminek szénizotópos vizsgálatával kapták 2010-ben a legfiatalabb vulkáni kitörés korát, azaz 32 ezer évet. Most ugyanezt a vulkáni képződményt ismét elemezték és a cirkon kormeghatározás alapján újra 32 ezer éves kitörési kort kaptak. Mindez nem csak a vulkáni működés korát erősíti meg, hanem az újszerű vizsgálati módszer alkalmazhatóságát is. Jorge Vazquez, neves geokronológus, a tanulmány egyik bírálója megjegyezte, hogy a friss eredmények nagy jelentőségűek, és gyakran idézettek lesznek, mivel a cirkon urán-hélium módszert ilyen fiatal vulkáni működésnek az idejére, ilyen felbontással még nem alkalmazták és a tanulmányban a szerzők más kormeghatározási eszközök eredményeivel is alá tudták támasztani alkalmazhatóságát, ami új lehetőséget nyit a tűzhányók működésének jobb megértéséhez.

A tanulmány egy másik fontos eredménye, hogy a cirkon kristályok urán-tórium kormeghatározásával pontosítani lehetett a kristályosodás idejét, azaz a vulkán alatti magmakamra fennállásának idejét. A kutatás meglepő eredményhez vezetett: bár a vulkánkitörések 32-56 ezer évvel ezelőtt történtek, a kitörési anyagban lévő cirkon kristályok már jóval korábban kialakultak. A magmatározó már 350 ezer évvel ezelőtt létrejött és a cirkon kristályok nagy többsége 100-200 ezer éve keletkezett! Mi történt a kristályosodás és a kitörések között? A magmatározóban ekkor egy kitörésre nem képes, kristályokban gazdag anyag lehetett, ami feltehetően nem több, mint 30% olvadékot tartalmazott. Ez a megszilárdulási hőmérséklethez közeli hőfokon lévő magmakása akár több tízezer évig is fennállhatott akár úgy is, hogy nem történt vulkánkitörés. Aztán friss bazaltos magma érkezett a földköpenyből és a magmakását felhevítette, részben felolvasztotta, és akár néhány évtized alatt előállt a kitörésre kész magma, ami többször is heves robbanásos módon tört a felszínre.

A kutatók januári tanulmányukban rámutattak arra, hogy a Csomád alatt jelenleg is lehet magmakása. A mostani tanulmány azt hangsúlyozza, hogy egy ilyen anyag valóban fennállhat akár több tízezer évig is és akár ezek után is reaktiválódhat, azaz kialakulhat belőle vulkánkitörést tápláló magma. Mindezek alapján a kutatócsoport eddigi eredményei alapján ezt mondhatjuk, hogy a Csomád bár látszólag inaktív vulkán, azonban jogosan nevezhetjük potenciálisan aktív magmakamrával rendelkező tűzhányónak (PAMS vulkán). Ezek a friss kutatási eredmények arra is felhívják a figyelmet, hogy még számos hasonló tűzhányó lehet a Földön, aminek felújulásának lehetősége a vulkán alá pillantással, azaz a korábbi kitörések anyagának nagy felbontású elemzésével értékelhető és ezek új eszközt jelenthetnek a vulkáni veszély előrejelzésben.

A kutatómunka folytatódik, a kutatócsoport újabb vizsgálatokkal igyekszik pontosítani a tűzhányó és környezetében zajlott kitörések idejét, a mélybeli magmakamrában zajló folyamatok körülményeit.

A Kutatócsoport tanulmánya a Journal of Volcanology and Geothermal Research augusztus 15-i számában jelent meg: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377027315001286

Az angol nyelvű tanulmány letölthető innen: http://petrology.geology.elte.hu/Harangi_etal_Ciomadul_age_JVGR2015

További információk: szabolcs [dot] harangiatgeology [dot] elte [dot] hu

MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport - http://vulkanologia.elte.hu/
2015. június 9.