A tűzhányók világában a szuperhírek között van minden szupervulkánnal foglalkozó híradás! Szuper, szuper, minden szuper - na ezért szeretjük egyre kevéssé ezt az elnevezést mi vulkanológusok. Mondom ezt annak ellenére, hogy a vulkáni kitörések nagyságát jelző skálán a legmagasabb fokozatot, több mint 1000 köbkilométer vulkáni anyagot a felszínre dobó kitörést valóban szupervulkáni működésnek neveznek.
A vulkáni működés lefolyása, jellege alapvetően a tűzhányók alatti magmatározóban zajló folyamatoktól függ. Ezek a történések, a folyamatok körülményei (hőmérséklet, nyomás, oxidációs viszonyok, magma összetétel, illótartalom stb.) pedig kódokként rögzülnek a keletkező kőzeteket felépítő ásványokban. Nem véletlen, hogy az elmúlt időszakban egyre több olyan kutatás folyik, ami az ásványokban rejlő információkat igyekeznek kihúzni. Mindez egy rendkívül izgalmas detektív munkaként fogható fel. A koronatanúk, a valamikori események szemtanúi az egyedi kristályok, amelyek megjelenésükben, kémiai összetételükben, összetételbeli változásukban hordozzák azokat a rejtett kódokat, amiket a vulkanológusoknak meg kell fejteniük. Ezt csináljuk mi is, amely kutatások egyes eredményeiről már korábban e helyen is beszámoltunk. A magmatározóban zajló folyamatok feltárása mellett újabban a kutatási célok egyre inkább arra irányulnak, hogy ezek mennyi idő alatt történnek. Mennyi idő alatt emelkedik fel a kitörést okozó magma, mennyi idő alatt olvad fel és válik kitörésre alkalmassá egy már-már megszilárdult, kristálygazdag magmatömeg - ezek kiemelkedő kulcskérdések, mivel a vulkáni veszély előrejelzésben, a felkészülésben megkerülhetetlen információk.
Az elmúlt héten a külföldi és hazai médiát is bejárta a hír, hogy a szupervulkánok gyorsan kitörésre alkalmassá válhatnak. A következtetés pedig nyilvánvalóan adódik: "Kiderült tehát, hogy történelmileg is átlátható időn belül is ki tudnak alakulni hatalmas magmakamrák. Ez azonban teljesen új problémákat vet fel." (Index.hu). Nos, nézzük miről is szól a történet?
A szuperhír alapja Guilherme Gualda és munkatársainak előző héten megjelent tanulmánya és az azt követő gyors médiareakció. A hazai hírek alapvetően ez utóbbi összefoglaló ismertető anyagán alapulnak. Fontos azonban bizonyos dolgokat helyre tenni!
A szupervulkáni magmatározókkal jó két évvel ezelőtt foglalkoztunk Lukács Réka doktori témájának kapcsán. Az akkor leírtak most jól jönnek, mert megvilágítják e hatalmas, mélybeli magmás rendszerek természetét és Gualda és munkatársainak cikkében írottak értelmezését! Az amerikai kutatók a szupervulkáni kitörések, nagy szilícium-dioxid tartalmú magmáinak lényeges ásványát fogják vallatóra. Következtetésüket alapvetően arra alapozzák, hogy a kvarc kristályok mennyi idő alatt alakulnak ki és milyen gyorsan zajlik a magma hűlése és kristályosodása az elméleti termális modellszámítások szerint. Lényeges hangsúlyozni azt, hogy ez a vizsgálat a magmatározó fejlődésének legutolsó szakaszára koncentrál csak! Ismételten hivatkozva a korábban leírtakra, a hatalmas, akár szupervulkáni kitörésre is képes magmatározók újabb és újabb magmabenyomulásokkal épülnek fel, amelynek során akár a tízezer köbkilométer térfogatot is jóval meghaladó, heterogén kristálypépes magmatest alakul ki (emlékeztetőül, az igen ritka szupervulkáni kitörések "csak" ezer köbkilométer térfogatot meghaladó vulkáni anyagot szolgáltatnak, azaz a magmatározó ennél többszörösével nagyobb!!). Ez azt jelenti, hogy a magmatest nagy része még a szupervulkáni kitörések során sem jön a felszínre! Mi az ami kijön: többnyire kristályokban szegény vulkáni anyag. Egyszerű fizikai szemléletben végiggondolva nyilvánvalóan következik két kulcspont:
1. egy kristályokban gazdag anyag kevéssé mozgékony, azaz nem tud egyszerűen a felszínre robbanni!
2. a szupervulkáni kitöréseket tápláló magmák kémiai összetétele (pl. nagy szilícium-dioxid tartalom, azaz több mint 70 tömeg% SiO2 koncentráció) olyan, hogy az csak erőteljes, sekély mélységben zajló kristályosodási folyamat során alakulhat ki. Ez pedig az, ami a magma kristályosodása után visszamarad: egy viszkózus kőzetolvadék.
A vulkáni működés lefolyása, jellege alapvetően a tűzhányók alatti magmatározóban zajló folyamatoktól függ. Ezek a történések, a folyamatok körülményei (hőmérséklet, nyomás, oxidációs viszonyok, magma összetétel, illótartalom stb.) pedig kódokként rögzülnek a keletkező kőzeteket felépítő ásványokban. Nem véletlen, hogy az elmúlt időszakban egyre több olyan kutatás folyik, ami az ásványokban rejlő információkat igyekeznek kihúzni. Mindez egy rendkívül izgalmas detektív munkaként fogható fel. A koronatanúk, a valamikori események szemtanúi az egyedi kristályok, amelyek megjelenésükben, kémiai összetételükben, összetételbeli változásukban hordozzák azokat a rejtett kódokat, amiket a vulkanológusoknak meg kell fejteniük. Ezt csináljuk mi is, amely kutatások egyes eredményeiről már korábban e helyen is beszámoltunk. A magmatározóban zajló folyamatok feltárása mellett újabban a kutatási célok egyre inkább arra irányulnak, hogy ezek mennyi idő alatt történnek. Mennyi idő alatt emelkedik fel a kitörést okozó magma, mennyi idő alatt olvad fel és válik kitörésre alkalmassá egy már-már megszilárdult, kristálygazdag magmatömeg - ezek kiemelkedő kulcskérdések, mivel a vulkáni veszély előrejelzésben, a felkészülésben megkerülhetetlen információk.
Az elmúlt héten a külföldi és hazai médiát is bejárta a hír, hogy a szupervulkánok gyorsan kitörésre alkalmassá válhatnak. A következtetés pedig nyilvánvalóan adódik: "Kiderült tehát, hogy történelmileg is átlátható időn belül is ki tudnak alakulni hatalmas magmakamrák. Ez azonban teljesen új problémákat vet fel." (Index.hu). Nos, nézzük miről is szól a történet?
A szuperhír alapja Guilherme Gualda és munkatársainak előző héten megjelent tanulmánya és az azt követő gyors médiareakció. A hazai hírek alapvetően ez utóbbi összefoglaló ismertető anyagán alapulnak. Fontos azonban bizonyos dolgokat helyre tenni!
A szupervulkáni magmatározókkal jó két évvel ezelőtt foglalkoztunk Lukács Réka doktori témájának kapcsán. Az akkor leírtak most jól jönnek, mert megvilágítják e hatalmas, mélybeli magmás rendszerek természetét és Gualda és munkatársainak cikkében írottak értelmezését! Az amerikai kutatók a szupervulkáni kitörések, nagy szilícium-dioxid tartalmú magmáinak lényeges ásványát fogják vallatóra. Következtetésüket alapvetően arra alapozzák, hogy a kvarc kristályok mennyi idő alatt alakulnak ki és milyen gyorsan zajlik a magma hűlése és kristályosodása az elméleti termális modellszámítások szerint. Lényeges hangsúlyozni azt, hogy ez a vizsgálat a magmatározó fejlődésének legutolsó szakaszára koncentrál csak! Ismételten hivatkozva a korábban leírtakra, a hatalmas, akár szupervulkáni kitörésre is képes magmatározók újabb és újabb magmabenyomulásokkal épülnek fel, amelynek során akár a tízezer köbkilométer térfogatot is jóval meghaladó, heterogén kristálypépes magmatest alakul ki (emlékeztetőül, az igen ritka szupervulkáni kitörések "csak" ezer köbkilométer térfogatot meghaladó vulkáni anyagot szolgáltatnak, azaz a magmatározó ennél többszörösével nagyobb!!). Ez azt jelenti, hogy a magmatest nagy része még a szupervulkáni kitörések során sem jön a felszínre! Mi az ami kijön: többnyire kristályokban szegény vulkáni anyag. Egyszerű fizikai szemléletben végiggondolva nyilvánvalóan következik két kulcspont:
1. egy kristályokban gazdag anyag kevéssé mozgékony, azaz nem tud egyszerűen a felszínre robbanni!
2. a szupervulkáni kitöréseket tápláló magmák kémiai összetétele (pl. nagy szilícium-dioxid tartalom, azaz több mint 70 tömeg% SiO2 koncentráció) olyan, hogy az csak erőteljes, sekély mélységben zajló kristályosodási folyamat során alakulhat ki. Ez pedig az, ami a magma kristályosodása után visszamarad: egy viszkózus kőzetolvadék.
 |
Wes Hildreth és Colin Wilson modellje a Long Valley kaldera alatti magmatározóra és annak felépítésére. Az alsó ábra a kisebb kitöréseket tápláló magmatározót, míg a felső a már összeállt, kiterjedt olvadéktesttel rendelkező, Bishop tufa kitörést előidéző magmatározó képét mutatja. Forrás: Hildreth és Wilson tanulmánya a Journal of Petrology folyóiratban
Rendben, akkor foglaljuk össze ismereteinket:
A szupervulkáni kitöréseket tápláló magmák kialakulásához hosszú kristályosodási folyamat szükséges, mert csak így alakul ki az a kémiai összetétel, ami a szupervulkáni kőzeteket jellemzi. A szupervulkáni kitöréseket több mint 1000 köbkilométer, többnyire kristályokban szegény vulkáni anyag felszínre kerülése jellemzi. Ez azt jelenti, hogy a kristályosodási folyamat során ekkora térfogatú kőzetolvadéknak kell visszamaradnia, mi több hatékonyan elkülönülnie a kristálypéptől! Ehhez valóban legalább tízszer akkora térfogatú magmatározónak kell kialakulni, ami a cirkon ásványok nagy pontosságú kormérései szerint több százezer év alatt jön létre! A kristálypép testekből kipréselődő szilíciumgazdag olvadék felfelé migrál és végül a magmatározó felső részén halmozódhat fel kisebb-nagyobb lencsékben. Szupervulkáni kitörések előtt ezek az olvadéklencsék összeállnak egy hatalmas olvadéktestté és innentől kezdve megvan a potenciális lehetőség a hatalmas vulkáni kitörésre! Itt és csak itt kezdődik Gualda és munkatársainak története! A kvarcok ugyanis ezekben az olvadéklencsékben alakulnak ki.
Mi következik ebből?
1. A szupervulkánok nem annyira szupergyorsak és semmiképpen nem alakulnak ki gyorsan! A kitörésre alkalmas összefüggő kőzetolvadék test létrejöttéhez ugyanis feltehetően több százezer év szükséges! Ha ez megvan, akkor onnantól kezdve valóban felgyorsulhatnak az események és akár néhány száz éven belül megtörténik a kitörés!
2. Jelenleg sehol sem mutattak ki kiterjedt, összefüggő kőzetolvadék testet vulkánok alatt! Jonathan Lees szeizmikus (azaz földrengéshullámok sebesség adatain alapuló) vizsgálatai alapján leszögezte: "It is also possible that large, consolidated accumulations of 100% melt do not exist in the crust and upper mantle as described in the classic cartoon models used in undergraduate textbooks (azaz, szabadon fordítva: "feltehető, hogy nagy, 100% olvadékot tartalmazó magmakamrák nem léteznek a földkéregben és a földköpenyben, ahogy azt a tankönyvekben általában ábrázolják"). Ez azt is jelenti, hogy még több évszázadon belül feltehetően nem várható szupervulkáni kitörés! Puff neked 2012 világvége jóslat!
3. Gualda és munkatársainak kutatása ettől függetlenül kiemelten fontos eredményeket hozott, ami segít megérteni a nagy magmás rendszerekben zajló, nagy vulkáni kitörésekhez vezető végső folyamatokat és általában is közelebb visz a tűzhányók alatti magmatározók természetének jobb megismeréséhez. Beleilleszkedik azokba az egymás után kijövő tanulmányokba, amit ez évben korábban Timothy Druitt és munkatársainak munkája vezetett be, majd következett az előző héten publikált Kate Saunders és munkatársainak tanulmánya. Feltehetően nem ezek voltak ez évben az utolsók. Az izgalmas detektívmunkák, a törvényszéki kristályvallatások tovább folytatódnak!
4. A nagy és pusztító kitörések nem mind szupervulkáni méretűek! A legutolsó szupervulkáni kitörés 26500 éve volt Új-Zélandon (Oruanui kitörés). Ezt követően több mint egy tucat olyan nagy vulkánkitörés történt, ami messze nem érte el a szupervulkáni mértéket, mégis alapvetően megváltoztatta társadalmak életét (ide tartozik az 1815-ös Tambora kitörés is, ami "csak" 150 köbkilométer vulkáni anyagot produkált a több mint 1000 helyett...)! Az ezeket a kitöréseket létrehozó magmatározó folyamatok és az ott zajló események időbelisége nyilvánvalóan más és ezek megértése kiemelten fontos.
5. A vulkanológiai kutatások, ezen belül a vulkáni kőzetekben lévő kristályok nagy felbontású vizsgálata nagymértékben hozzájárulhat azokhoz az ismeretekhez, ami alapján közelebb kerülhetünk az akár kisebb, de még mindig pusztító vagy akár a globális kihatású vulkáni kitörések okainak megértéséhez. Ezeket a kutatásokat támogatni kell! Ezt a döntéshozóknak is meg kell érteniük - legjobb "szupergyorsan", amíg nem késő!
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése