Tűzhányó: Erta Ale, Nyiragongo, Pu'u 'O'o... - az ördög torkában, azaz miért alakulnak ki és hogyan működnek a lávatavak

Frissítés: Szabolcs (csütörtök, 13:15)

A bejegyzés végére újabb videófelvételek kerültek!

Frissítés: Tomi (csütörtök, 02:02)

Felkerült Évi írása a Bemutatkozik a(z)... sorozatban, emellett kicsit változtattam a lap stílusán, így könnyebben áttekinthető lesz, amikor már sok vulkán bemutatkozott.

Szabolcs (szerda)

Legutóbb az etiópiai Erta Ale lávataváról adtunk hírt. Ennek kapcsán több kérdést kaptunk a lávatavakról, ezért az alábbiakban a készülő "Vulkánok - A Kárpát-Pannon térség tűzhányói" c. könyv idevonatkozó részét adjuk közre. Jankovics Évi ezzel párhuzamosan a Bemutatkozik a(z)... sorozatban mutatja be az Erta Ale tűzhányót.
Nézzünk bele tehát az ördög torkába, azaz hol alakulnak ki a lávatavak?
Lávatavak többnyire kerekded beszakadásos kráterekben alakulnak ki és kis szilícium-dioxid tartalmú, bazaltos vulkáni működéshez kapcsolódnak. A beszakadásos kráterek a nagy kalderák kis méretű megfelelői, méretük jellemzően nem több, mint 1-2 km. A beszakadást több minden okozhatja: (1) a sekély mélységű magmakamra egy felső részének leválása és lesüllyedése; (2) egy vulkánkitörést követően a kiürülő kürtőcsatorna feletti tető beszakadása; (3) a magma eltávozása a vulkáni kitörési központ alól, például azért, mert egy megnyíló repedés mentén oldalirányban térül el; (4) egy kiürülő nagy méretű lávacsatorna teteje szakad be; (5) a lávaszökőkút kitörés után a kürtőcsatornából eltávozik a gázbuborékokban gazdag magmahab, ami után a gáz-szegény magmatest szintje visszaesik, a kialakuló üreg fala pedig és egy mély „lyuk” alakul ki. Beszakadásos kráterek többnyire pajzsvulkánokon alakulnak ki, a Kilauea vulkáni területen azonban a hasadékzónák mentén is gyakoriak (pl. Pu‘u ‘Ō‘ō és Kūpaianaha).
A beszakadásos kráterek többnyire kör alakú, függőleges falakkal határolt formák, mélységük akár a 100 métert is meghaladja. A „lyukat” később újra kőzetolvadék töltheti ki, ami lávató kialakulását eredményezi. Jelenleg, ismereteink szerint a Földön hét aktív lávató van: az etiópiai Erta Ale (a 613 m magas lapos pajzsvulkán tetején két beszakadásos kráter is van, az 1970-es évek elején mindkettő működött, most csak az egyik aktív), a hawaii Pu‘u ‘Ō‘ō és az éppen újra kialakuló Halema’uma’u, a kongói Nyiragongo (ez a legnagyobb lávató, mélysége egyes források szerint a 600 m-t is eléri, felfedezése a francia Haroun Tazieff nevéhez fűződik), a Vanuatu szigetén lévő Ambrym, az Antarktiszon lévő Erebusz, valamint a chilei Villarica tűzhányón. Néhány éve azonban a nicaraguai Masaya tűzhányó kráterében is csobogott lávató.

Az Erta Ale és a Nyiragongo lávatava: a legidősebb lávatavak a Földön. Fotó: Martin Rietze

Lávató óceáni szigeten és jégsapkán: a Pu'u 'O'o és az Erebusz lávatavai. Fotó: J.D. Griggs, USGS és Clive Oppenheimer

A kőzetolvadék érkezhet alulról, azaz egy kis térfogatú magma buggyan a felszínre, elég ahhoz, hogy kitöltse a krátert. Érkezhet azonban kívülről is utánpótlás, azaz egy láva ömlik be a mélyedésbe. 1959-ben a Kilauea Iki beszakadásos kráterét részben a peremén kinövő Pu’u Pua’i lávaszökőkútjából felszínre jutó izzó kőzetolvadék töltötte fel 135 m mélyen. A lávató egy izgalmas tudományos vizsgálat színtere volt. Egy hónappal a lávató kialakulása után már egy olyan merev kőzetkéreg alakult ki rajta, hogy az Amerikai Geológiai Szolgálat szakemberei sétálni tudtak rajta. 1960 áprilisában már fúrószerkezeteket telepítettek a felszínére és megkezdődött a lávató kristályosodásának vizsgálata. Megállapították, hogy a lávató felszíne kezdetben gyorsan vastagodott (havonta egy métert), ami után ez már elegendő mértékben szigetelt ahhoz, hogy a lávató hűlése lelassuljon. 1981-ben már nem tartalmazott összefüggő olvadékot, bár a belsejében, mint egy kőzetszivacsban, voltak még kőzetolvadék zsebek. A lávató teljesen 1995 körül vált szilárddá, azaz 35 évvel a keletkezése után.
A lávatavak legfeljebb néhány évtizedig maradnak fenn, az Erta Ale és a Nyiragongo lávatavai azonban egyes források szerint már több mint egy évszázada aktívak. Mindkét esetben nem mást láthatunk, mint a tűzhányók alatti magmakamra felső részének egyfajta kitüremkedését. A magmakamra belsejében zajló konvektív áramlások olykor friss kőzetolvadékot szállítanak a felszínre, ami bugyburékolva, spriccelve tör a felszínre. Ez a látvány olyan, mintha Lucifer hatalmas pokolbeli üstjében rotyogna a gulyásleves. A friss magmatömeg következtében megemelkedik a lávató szintje, ami akár katasztrofális lávaöntéshez is vezethet, amennyiben a kőzetolvadék túlcsordul a kráter szélén. Ez történt 1977 januárjában a Nyiragongo esetében is. A kráterperem egy része beszakadt és a krátert szinte csordultig kitöltő lávató anyaga hirtelen kiszabadult. A kis viszkozitású kőzetolvadék nagy sebességgel (a 60 km/óra sebességet is elérve) zúdult le a vulkán meredek oldalán és legalább 70 ember halálát okozta. Pontosan 25 évvel később újabb katasztrofális kitörésre került sor. Ekkor egy hatalmas, 13 km hosszú hasadék nyílt a tűzhányó déli oldalában, amiből ömlött ki a gyorsan folyó láva egyenes a vulkán lábánál fekvő Goma városába. A város 15%-a romokba hevert, a láva végül a Kivu-tóba ömlött. Tízezrek váltak otthontalanná, közel 400 ezren menekültek el és 45-en haltak meg a váratlanul bekövetkezett kitörés következtében! Ez volt a modern idők legpusztítóbb lávaöntő működése a Földön! Néhány hónappal később a Nyiragongo újra kitört, az új lávató szintje azonban több száz méterrel az 1994-es szint alá került.

A Nyiragongo lávája Goma városában - a modern idők legnagyobb, lávaöntéshez kapcsolódó katasztrófája. Fotó: Arizona University és EUROPA - Audiovisual Services

A lávatavak szintje tehát jelentősen változhat, növekszik vagy csökken. Csökkenés azonban nemcsak azért történhet, mert a kráterperemen kicsordul a kőzetolvadék. Gyakori, hogy a kőzetolvadék visszafolyik a kürtőn keresztül, mintha a vizet eresztenénk le a kád lefolyóján. A Kilauea Iki kitörés kezdeti fázisa után az egy hónapi lávamennyiség (71 millió m3) közel 90%-a (63 millió m3) visszafolyt a kürtőbe. Ennek oka az lehetett, hogy a magmakamrából jelentős mennyiségű kőzetolvadék távozott a keleti hasadékrendszer felé.
A lávatavak lüktető mozgásában olykor szünet áll be, ekkor a felszínén egy vékony lávabőr vagy kőzetréteg alakul ki. Alatta viszont tovább örvénylik az izzó kőzetolvadék. Ennek következménye, hogy a lávató kérge kőzettáblákra szakad, amelyek úgy mozognak, mint a nagy kőzetlemezek a Föld felszínén. Vannak, amelyek távolodnak egymástól, máshol az egyik a másik alá bukik, vagy egymás mellett csúsznak el. A lemeztektonika e kis természeti modelljét (fontos megjegyezni, hogy valójában a Földön nem ezért mozognak a kőzetlemezek, a litoszféra alatti földköpeny ugyanis szilárd kőzetből áll!) először a Mauna Ulu lávataván figyelték meg, később azonban az Erta Ale és a Pu‘u ‘Ō‘ō lávatava is hasonló természeti laboratóriumot teremtett a szakembereknek.