Fuji, az alvó óriás

A legutóbbi bejegyzésemet azzal zártam, hogy a földrengések és a vulkáni kitörések közötti kapcsolatot a Fuji 1-2 hónappal későbbi esetleges felébredése helyezheti új megvilágításba. Március 15-én, helyi idő szerint este fél 11-kor egy 6,2 magnitúdójú földrengés pattant ki a tűzhányó közelében. Ez minden bizonnyal tektonikai eredetű, de újra felerősítette azokat a hangokat, akik szerint nincs kizárva a Fuji felébredése a több mint 300 éves álmából.
A mai napon, a Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Karán, az egyetem Baráti Körének szíves meghívására tartott előadásom végén említettem, hogy amennyiben a jövő veszélyes vulkáni kitöréseit szeretnénk számba venni, akkor valószínűleg nem az aktív tűzhányók között kell keresnünk a potenciális pusztítót, hanem a régóta alvók között. Ez persze nem könnyű feladat és erről nem könnyű meggyőzni a döntéshozókat sem, hogy egy ilyen kutatási projektet támogassanak. Pedig a felvetés közel sem olyan abszurd, mint amilyennek látszik! A történelmi idők nagy vulkánkitöréseit többnyire olyan tűzhányók produkálták, amelyek több száz, vagy több ezer éve óta szunnyadtak. Nos, nem várva "a döntéshozók támogatására", kezdjük meg az alvó vulkánok szondázást és nézzük meg mit tudunk a japánok szent hegyéről a Fujiról!

A japánok szent hegye, az alvó óriás, a Fuji. Fotó: Czuppon György

Nos, érdekes módon nagyon keveset! Még a Wikipedia is meglehetősen szűkszavú információt ad a Fuji vulkáni működéséről, akár a magyar, akár az angol változatot olvassuk. Ugyancsak vázlatos a leírás a Fuji történelmi időkben zajlott kitöréseiről. Ennek egyik oka, hogy e szent hegy megközelítése korlátozott, és kőzetmintát is csak korlátozottan lehet gyűjteni. A másik ok nyilvánvalóan az, hogy már túl régóta alszik ahhoz, hogy a központban legyen a japán vulkanológusok előtt, akiknek van bőven dolguk az aktívan dolgozó tűzhányóikkal. 2000 októberétől azonban egyre gyakrabban pattantak ki földrengések a tűzhányó alól, amelyek száma 2001 áprilisában meghaladta a 100-at. Ezeket a felszínen alig lehetett érezni, a szakemberek előtt azonban nyilvánvaló volt, hogy a mélyben magma mozog felfelé! A japán kormány erre közel 10 millió dollárt invesztált a tűzhányó részletes kutatásába. Több fúrást mélyítettek le, megtöbbszörözték a szeizmikus állomásokat, valamint egy részletes vulkán veszélyességi térképet készítettek. Az eredmények több, mint meglepőek voltak!

Balra: a Fuji tektonikai elhelyzkedése. Jobbra: A Fuji vulkanológiai története képekben. Forrás: Fujisan-net

A Fuji tektonikai helyzete meglehetősen bonyolult. Pontosan az Izu-Bonin és az Északkelet-Japán vulkáni ív metszéspontjában fekszik, ahol a viszonylag kis méretű Fülöp-lemez és a nagyobb Pacifikus-lemez bukik le a földköpenybe. A Fuji alatt az utóbbi kőzetlemez már 170 km mélyen jár. A 400 köbkilométer térfogatú vulkánt alapvetően bazaltos magmák építették fel. Története több mint 100 ezer évre tekint vissza, amelynek során először a Pre-Komitake és Komitake vulkánok épültek fel, amit a Ko-Fuji követett, majd 20 ezer év óta a Shin-Fuji épülget. A Shin-Fuji működését alapvetően lávatűzijáték-szerű kitörések, olykor lávaöntések jellemezték és csupán ritkán voltak erősebb robbanásos kitörések. Az egyik új vulkanológiai felfedezés, hogy mintegy 3000 évvel ezelőtt, valamint 1400 éve az ilyen heves robbanásos kitörést pusztító piroklaszt-árak lezúdulásai kísérték. Az ilyen vulkáni működés pedig rettentően ritka bazalt vulkán esetében! Az erős robbanásos kitörések közé tartozik a Fuji legutolsó, 1707 decemberi kitörése is.
Az 1707-es kitörés, amit Hōei-kitörésnek neveznek, egy hatalmas földrengést követően történt. Az 1707. október 28-án kipattant 8,4 magnitúdójú földmozgás epicentruma Honshu szigetének közepe táján volt. A vulkánkitörés 1707. december 16-án, reggel 10 órakor kezdődött. A két esemény közötti kapcsolat máig nem egyértelmű, a földtudományi szakemberek szerint a közvetlen kapcsolat nagyon-nagyon kevéssé valószínű, azonban nem kizárt, hogy a földmozgás lökést adhatott az amúgy is kitörni készülő tűzhányónak. A robbanásos kitörés a vulkán délkeleti oldalában kezdődött és a kezdeti hat órában először horzsakő, majd vulkáni salak hullott főleg a vulkántól keletre. A kitörés kisebb megszakításokkal december 25-ig tartott, amikor hevesebb robbanásos kitörések következtek. Ezt követően csitult a vulkáni működés és 1708. január 1-én befejeződött. A vulkáni hamufelhő keleti irányba tolódott el és több cm vastagon fedte be a mintegy 100 km távolságban lévő fővárost, Edot, a mai Tokyot. Áldozatokról a krónikák nem számolnak be, azonban az elpusztult ültetvények miatt éhínség alakult ki, ami viszont számos áldozatot szedett. Összességében közel 0,7 köbkilométer térfogatú magma tört a felszínre a 16 nap alatt. Ez hozzávetőleg tízszerese a 2010-es Eyjafjallajökull kitörésnek! A részletes vizsgálatok felfedték, hogy a kitörő magma kémiai összetétele folyamatosan változott. Először dácitos horzsakövek repültek ki, majd az összetétel andezitessé váltott, végül bazaltos vulkáni salak és hamu került a felszínre.
Az 1707-es kitörés során felszínre törő magma összetétel változásának okát egy közelmúltbeli kutatás eredményei világították meg. A vizsgálat hasonló eszközökkel történt, mint amit a kutatócsoportunk is alkalmaz: a kőzetekben lévő ásványok vallatása a magmakamra folyamatok feltárása céljából. A Fuji esetében Takayuki Kaneko és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy a tűzhányó alatt legalább két magmakamra található. Az egyik kb. 20 km mélyen, ami bazaltos kőzetolvadékot tartalmaz, a másik pedig 8-9 km mélységben, ahol andezites-dácitos magma fejlődik. Ez utóbbi a korábbi kitörések után visszamaradt magmából alakul ki és jelentős mennyiségű kristályt tartalmaz, azaz egy viszkózus kristálykása. A kitörés akkor kezdődik, amikor a mélybeli magmakamrából bazaltos kőzetolvadék indul felfelé. Keveredik a kristálykásában lévő szilícium-dioxidban gazdag olvadékkal, részben beolvasztja az ott lévő kristályokat, és először ez a kevert, összességében dácitos-andezites magma tör a felszínre, mégpedig heves robbanással. Ahogy csökken a kristálykása, illetve az abban lévő mobilizálható kőzetolvadék, úgy egyre inkább a bazaltos magma jut a felszínre. Megjegyzem, ez a magmakamra folyamat rendkívül hasonló ahhoz, ami az Eyjafjallajökull kitörés esetében történt. Ez pedig egy nagyon lényeges pont!
Néhány napja jelent meg Alain Burgisser és George Bergantz tanulmánya a Nature folyóiratban, ami nagy visszhangot kapott, többek között beszámolt róla a National Geographic és a Science Daily is. A két kutató vizsgálatai arra mutatnak rá, hogy egy már kihűlőfélben lévő kristálykása remobilizása, azaz felolvasztása és kitörése jóval kevesebb idő alatt történik, mint azt korábban gondolták! Ehhez elegendő csupán 1-2 hónap! Azaz, ez azt jelenti, hogy amennyiben a bazaltos magma felemelkedését, majd sekély mélységben való megakadását észleljük, akkor 1-2 hónap múlva akár heves robbanásos kitörés következhet be egy hosszan alvó vulkán esetében. Erre adott példát a fülöp-szigeteki Pinatubo, de úgy tűnik ebbe a sorba áll a Fuji is, ahogy gyaníthatóan ez történt az Eyjafjallajökull kitörés esetében is. Ezek azok a vizsgálatok, ezek azok az eredmények, amelyekkel saját kutatásaink is egybecsengenek a Kárpát-medence legfiatalabb tűzhányójának, a Csomádnak vallatása során. Mindezek új megvilágításba helyezik a szunnyadó tűzhányók felébredésének mélybeli okát!
Végül, térjünk vissza a Fujihoz, mi történne, ha újra kitörne? Ráadásul követve a legutóbbi kitörését, ismét hatalmas robbanásokkal? Az uralkodó szélirány többnyire nyugatról kelet felé tart, tehát a vulkáni hamueső feltehetően ismét a tűzhányótól keletre eső területeket érintené elsősorban. Ebbe beletartozik Tokyo, amit 1707-ben is több cm vastag vulkáni hamu fedett be. A helyzet azonban azóta alaposan változott, Tokyo hatalmas metropolis lett, a világ egyik gazdasági központja... A következmények ezért beláthatatlanok. Amennyiben nyáron történne a kitörés, akkor ez katasztrofális lenne az ekkor a vulkán lábánál golfozó, pihenő, turistáskodó milliók számára! A legrosszabb esetbe pedig belegondolni is hátborzongató! Amint azt az új kutatási eredmények mutatják, egy ilyen heves robbanásos kitörés esetében a Fuji oldalában is robogó piroklaszt-árak, esetleg izzófelhők rohanhatnak le, amelyek akár több tíz km távolságba is eljuthatnak! A vulkán rezdüléseinek naprakész megfigyelése, a tűzhányó működésének megértése tehát elengedhetetlen!

A Tusnád melletti Csomád: kb. 30 ezer éve szunnyad, de azért érdemes alá néznünk...

Ha egy vulkán hosszú ideje meg sem rezdül, ha minden nyugodtnak és békésnek tűnik körülötte, ha már azt gondoljuk végleg befejezte munkáját és inaktívvá vált, nem biztos, hogy felesleges további energiát, anyagi ráfordítást fektetni kutatásába. Ez valamikor még jól jöhet...