Kutatócsoportunk műhelyéből: a Balaton-felvidék legfiatalabb tűzhányója

A sok külföldi hír után legyen most egy hazai tüzes bejegyzés!
Kutatócsoportunk több területen tevékenykedik, a legfiatalabb vulkánok mellett Jankovics Éva doktorandusz hallgató a Balaton-felvidék és Kemenesalja egykori bazalt tűzhányóinak eredetét vizsgálja. A kutatás célja, hogy jobban megértsük azt, miképpen keletkeznek a bazaltos magmák, milyen kőzetek megolvadása során jönnek létre az elsődleges olvadékok és mi történik velük a felszínre törésük előtt. Sokan úgy vélik a bazaltos kőzetek eredete a legegyszerűbb történet: a földköpeny kőzete, mintegy 60-120 km mélységben kis mértékben megolvad, majd a kőzetolvadék viszonylag gyorsan - akár néhány nap alatt - a felszínre tör. Nagyon ritka, hogy a bazaltos kőzetolvadék egy sekély mélységű magmakamrában megpihenjen, ezért a kutatások többnyire arra irányulnak, hogy milyen körülmények között zajlik a magmaképződés. A bazaltos magma kémiai összetétele ugyanis nem sokat változik kialakulása után, ezért a bazalt kőzetek kémiai összetétele sokszor valóban közel van ahhoz, ami az eredeti magmát jellemezte. Ez jó nekünk, mert a bazaltok vizsgálatával "leláthatunk" a földköpenybe és nagyon sok mindent megtudhatunk a földköpeny legfelső részének természetéről is.

A Balaton-felvidék és Kemenesalja monogenetikus bazalt vulkáni területe. Forrás: Vulkánok c. könyv

Kutatócsoportunk már hosszú ideje igyekszik "szóra bírni" a Kárpát-Pannon térség bazaltjait és sok szép eredményt értünk el. Néhány éve aztán egy újfajta szemléletben kezdtünk el dolgozni. Nem a bazalt kőzetek egészét, azaz kisebb-nagyobb darabjait egyben vizsgáltuk, ami alapesetben a kitörő magmát képviseli, hanem a bennük megjelenő ásványokat kezdtük el "kérdezni". Megfigyeltük alakjukat, belső szerkezetüket és megelemeztük kémiai összetételüket, sokszor úgy, hogy 5-10 mikronos lépésekben haladva határoztuk meg a kémiai összetételt az ásvány közepétől a széléig. Az eredmény meglepő volt: kiderült ugyanis, hogy a bazaltos magmák kialakulása jóval bonyolultabb, mint azt korábban gondoltuk. Az első eredmények a hazai kiadású, angol nyelvű Central European Geology c. folyóiratban jelentek meg, majd ebben a hónapban a rangos Lithos c. folyóirat közölte le munkánkat a Balaton-felvidék legfiatalabb bazaltjának kialakulásáról.

A Füzes-tó megmaradt salakkúpja és a változatos alakú vulkáni bombái, amelyek olykor a földköpeny kőzetdarabját rejtik. Forrás: Jankovics és munkatársainak tanulmánya a Central European Geology c. folyóiratban

A Balaton-felvidéken mintegy 8 millió éve kezdődött a bazaltos vulkáni működés, ekkor alakult ki a Tihany, több központból álló, különleges vulkáni együttese, valamint a Hegyestű tűzhányója. A több mint 2 millió évvel később felújuló vulkáni működés aztán egyre több helyen hozott létre kisebb-nagyobb bazalt vulkánt (például az eredeti formáját máig gyönyörűen őrző Kab-hegy pajzsvulkánja, a távolabbi Ság-hegy vagy a Balaton partján lágyan megbújó kis vulkáni halmokból álló Szigliget) és az ismétlődő aktív vulkáni fázisok során egy kiterjedt vulkáni mező jött létre. Ezeket monogenetikus vulkáni mezőknek hívjuk, amelyek vizsgálata a nemzetközi kutatások frontvonalában van (különösen azért, mivel az új-zélandi Auckland városa egy ilyen vulkáni mező kellős közepén fekszik...) és amiben nagy szerepe van egy Új-Zélandon dolgozó magyar vulkanológusnak, Németh Károlynak. A Balaton-felvidék mai területén a sokszor több százezer évig is eltartó szünetekkel tagolt ismétlődő vulkáni kitörési sorozat úgy tűnik 2,6 millió éve fejeződött be. A legfiatalabb ismert vulkán itt a Szentbékkálla mögött megbúvó füzes-tói salakkúp.

A füzes-tói bazalt mintájának elektronmikroszkópos visszaszórt elektronképein balra egy földköpenyből származó rombos szerkezetű piroxén figyelhető meg, ami körül egy pici ásványokból álló reakciózóna alakult ki a bazaltos magmával való kölcsönhatás következtében. Jobbra szintén a földköpenyből származó, nagy méretű olivin kristály látható, aminek megfigyelhető töredezett alakja és egy nagyon vékony, világosabb szürke szegélye, ami már a bazaltos magmából kristályosodott ki. Forrás: Jankovics és munkatársainak tanulmánya a Central European Geology c. folyóiratban

A füzes-tói bazalt már első pillantásra különleges: benne szabad szemmel is jól láthatók akár mm nagyságú kristályok és nem ritkák itt a földköpeny, zöld színű peridotit kőzetdarabjai sem, amelyeket a feltörő bazalt magma sodort magával (e kőzetdarabok tudományos értéke felbecsülhetetlen, mivel közvetlen lehetőséget ad a kutatóknak, hogy vizsgálhassák a másképpen nem elérhető mélység kőzeteit). A bazalt ásványainak vizsgálata meglepő eredményt adott: nagy részük nem is a bazaltos magmából kristályosodott ki, hanem a peridotit kőzetdarabok szétesése során peregtek ki és kerültek a bazaltos kőzetolvadékba, más részük a földkéreg és földköpeny határán lévő magmás kőzetekből jutottak a gyorsan feltörő bazaltos magmába. Ezek persze nem igazán érezték jól magukat ilyen környezetben. Egyes piroxén ásványok körül például egy pici kristályhalmazból álló koszorú alakult ki a piroxén és a bazaltos olvadék reakciója következtében. A magnézium-aluminium oxidok (spinellek) széle szivacsos szerkezetű lett, az olivin kristályokra pedig a bazaltos olvadékból kisebb magnézium-tartalmú olivin szegély kristályosodott. A monoklin szerkezetű piroxének a visszaolvadás miatt lekerekítődtek, majd erre nőttek rá a bazaltból kiváló piroxének. Mindez azt jelenti, hogy a felszínre került bazaltos magmából kialakult kőzet messze nem az eredeti bazaltos magmát képviseli, kémiai összetételében ott van e sok "szennyező", idegen ásvány hatása.

A füzes-tói bazaltos magma története kialakulása és felszínre kerülése közötti időszakban. Forrás: Jankovics és munkatársainak tanulmánya a Central European Geology c. folyóiratban

Azért nem adtuk fel, hogy "lelássunk" a földköpenybe, a bazaltos magma kialakulásának színterére! Jankovics Évi az olivin ásványokban lévő ici-pici (általában 5-10 mikron nagyságú) spinell zárványokat kezdte kutatni és nagy precizitással elemezte meg összetételüket. Ezek a spinellek azért nagyon fontos tanúk, mert a bazaltos magmából a legelsők között kristályosodtak, valószínűleg akkor, amikor a kőzetolvadék még a földköpenyben nyomult felfelé, azaz igen korán. Ezeknek az oxidoknak a pontos kémiai összetétele tükrözi annak a kőzetnek a jellemzőit, amiből a bazaltos magma származott. Több tucat elemzési adat gyűlt össze és egyre jobban körvonalazódott, hogy a füzes-tói bazaltos magma földköpenybeli forráskőzete alapvetően különbözik a többi balaton-felvidéki és kemenesaljai bazalt forrásától. De ez még nem minden! Az uralkodó spinell összetétel mellett megjelent egy másik összetétel csoport is! Ez azt jelenti, hogy a füzes-tói bazaltos magma nemcsak hogy sok-sok idegen kristállyal "szennyezett", hanem története nem egy szülő-kőzetolvadékkal indult, hanem a földkéregbe hatoló bazaltos magma már igen korán, legalább két bazaltos kőzetolvadék keveredésével állt össze !
E kutatómunkának az eredményei rámutattak arra, hogy milyen nagy jelentősége van az aprólékos, ásványokra koncentráló kutatásnak, ami még az egyszerűnek tűnt bazaltok esetében is új ismereteket hozhat és finomíthatja a földfelszínre jutó leggyakoribb magmatípus kialakulásáról való tudásunkat. A történetnek persze még itt sincs vége! Évi most a kemenesaljai Kissomlyó bazaltjának hasonló részletességű feldolgozásába fogott bele. Eddigi eredményeink alapján, mit is jelezhetünk előre? Igen, egy újabb, másik bonyolult történet kezd körvonalazódni, azaz térségünk bazaltjai még bőven adnak lehetőséget, hogy a kutatási eredmények a nemzetközi érdeklődés frontvonalába kerüljenek.