Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport egyik kiemelt kutatási területe a térség legutolsó vulkáni működésének színtere, a székelyföldi Csomád. A tudományos munka egy fontos állomásához érkezett, a napokban tette ugyanis közzé a vulkanológia egyik vezető szakfolyóirata, a Journal of Volcanology and Geothermal Research, a csoport legfrissebb kutatási eredményeit. A tanulmányban kőzettani és geofizikai adatok alapján mutatnak rá a kutatás résztvevői, hogy az utoljára 32 ezer éve működött Csomád alatt még van olvadékot is tartalmazó magmás test. Mindezek alapján egy új elnevezést javasolnak bevezetésre: a PAMS vulkán, azaz potenciálisan aktív magmatározóval rendelkező tűzhányó kategória, az olyan hosszan szunnyadó, illetve látszólag inaktív tűzhányók esetére vonatkozik, amelyek alatt még van nem teljesen kikristályosodott magmakamra és ezért megvan a lehetőség a további vulkáni működésre.
"Egy tűzhányó viselkedését sok esetben a felszínen is látható jelenségek vagy fogható jelek alapján ítélik meg. Mi úgy gondoljuk, hogy egy vulkán viselkedésének jellemzéséhez hozzá kell tenni a tűzhányó alatti magmás rendszer megértését is. Amennyiben ugyanis még van olvadékot is tartalmazó magmás test a földkéregben, addig megvan a lehetősége annak, hogy a vulkán még működjön annak ellenére, hogy akár ezer vagy tízezer éven keresztül szunnyadt." - mondja Harangi Szabolcs, a kutatócsoport vezetője és a tanulmány vezető szerzője.
Egy vulkán alá nézni azonban nem egyszerű. A kutatócsoport két független módszert használt minderre: a korábbi vulkánkitörések során kialakult kőzetek vizsgálatából a kitörések előtti magmakamra folyamatokat, valamint a magmatározó helyét pontosították, valamint magnetotellurikus méréseket végeztek, amellyel a földkéregben lévő, a többi kőzettől eltérő, viszonylag jó elektromos vezetőképességű területeket határoltak le, amelyek magmás testként értelmezhetők.
A vulkáni működések során kialakult kőzetek ásványainak, különösen az amfibolnak a nagy felbontású szöveti és kémiai összetétel vizsgálatából megállapították, hogy a korábbi vulkáni kitöréseket megelőzően a tűzhányó alatt már közel kikristályosodott magmakamra volt, azonban egy friss bazaltos magma felnyomulása több mint 200 fokkal felhevítette és részben felolvasztotta a kristályokat, ami kitörésre alkalmas magmatömeget hozott létre. A nemzetközi vulkanológiai kutatások egyik kulcskérdése, hogy mennyi ideig létezhetnek magmatározók a vulkánok alatt anélkül, hogy kitörés történne, és mi okozza végül ennek a kitörésre nem képes anyagnak a reaktiválását, azaz kitörésre alkalmas magma létrejöttét, továbbá ez mennyi idő alatt megy végbe. Az egyik legnagyobb földtudományi konferencián, az AGU (American Geophysical Union) decemberi találkozóján Harangi Szabolcs meghívott előadóként számolt be a csomádi kutatási eredményekről. A vizsgálati eredmények, hasonlóan más kutatócsoportok adataival, arra utalnak, hogy akár több tíz-, esetenként több százezer évig is lehetnek aktív magmakamrák a vulkánok alatt anélkül, hogy kitörések zajlanának. Ugyanakkor, a helyzet nagyon gyorsan megváltozhat, egy ilyen – olvadékot is tartalmazó – magmás test évek vagy néhány évtized alatt is reaktiválható és bekövetkezhet a váratlan vulkánkitörés.
A magnetotellurikus méréseket Novák Attila vezetésével az MTA CSFK Geodéziai és Geofizikai Intézet szakemberei végezték a kutatócsoporttal szoros együttműködésben. A geofizikai módszer a Föld természetes mágneses és elektromos terének változását használja fel a földkéreg és földköpeny képződmények elektromos vezetőképességének vizsgálatára. Az összefüggő fluidum – pl. vizes oldat vagy olvadék – tartalmú kőzetekben az elektromos vezetőképesség jobb, mint a környező kőzetekben, ami lehetőséget ad e területek lehatárolására. E módszert az elmúlt években egyre gyakrabban használják földkéregben lévő magmás testek kimutatására. A Csomádon végzett mérések alapján egy elektromosan jól vezető területet sikerült kimutatni a vulkán alatt 10-25 kilométer mélységben, ami megegyezik a kőzettani alapon számolt magmakamra mélységgel, valamint a nem sokkal korábban, román geofizikusok által publikált kis rengéshullám-sebességű terület helyével.
A számítások szerint a vezetőképességi értékek megfelelnek egy 5-15% olvadékot is tartalmazó, erősen kristályos magmás anyagnak, azaz magmakásának. Amennyiben egy magmatározóban még van valamennyi kőzetolvadék, akkor megvan a lehetőség arra, hogy viszonylag rövid idő alatt összeálljon egy kitörésre képes magmatömeg. Ha viszont már teljesen kikristályosodott, azaz szilárd a magmatározó, akkor azt nagyon nehéz újraolvasztani.
Ezért a kutatócsoport tanulmányában azt hangsúlyozza, hogy egy vulkán potenciális aktivizálódása nagymértékben függ attól, hogy mi van alatta. A Csomád esetében több független adat utal arra, hogy van még olvadékfázis a magmakamrában. Ezért úgy vélik, hogy nem zárható ki teljesen, hogy a jövőben lesz még vulkánkitörés. "Jelenleg semmi jel nem mutat a vulkán aktivizálódására, azonban az esély megvan rá. Azonban azt is tudjuk, hogy ehhez mi szükséges és ez alapján adott esetben ennek jeleit is értelmezni tudjuk!” hangsúlyozza Harangi Szabolcs.
A Földön mintegy 1500 potenciálisan aktív tűzhányó van, de számos olyan tűzhányót is ismerünk, amelyik több mint 10 ezer éve tört ki utoljára. Ilyen a Yellowstone, ahol 70 ezer éve volt az utolsó vulkánkitörés. A közelmúltban a bolíviai Uturuncu esetében mutattak ki olyan felszínemelkedést, ami magma felnyomuláshoz kapcsolódhat. A vulkán utoljára 270 ezer éve működött. Mindezekre a tűzhányókra is alkalmas lehet a kutatócsoport friss tanulmányában javasolt elnevezés: vulkán potenciálisan aktív magmatározóval (angolul: 'volcano with potentially active magma storage', röviden 'PAMS volcano')
„A Csomád kutatása természetesen tovább folyik, innentől kezdve még izgalmasabb kérdésekre keressük a válaszokat. Olyanokra, amelyek általában is fontosak a tűzhányók természetének megértéséhez és hozzájárulnak a még hatékonyabb vulkáni kitörés előrejelzéshez.” – fejezi be Harangi Szabolcs
A Kutatócsoport tanulmánya a Journal of Volcanology and Geothermal Research legfrissebb, idei első számában jelent meg: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377027314003801
További, részletes információk, bővebb háttérismertetés a Tűzhányó blogon található: http://tuzhanyo.blogspot.hu/2015/01/kutatocsoportunk-eredmenyeibol-van-m...
MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport - http://vulkanologia.elte.hu/
2015. január 9.