Santorini: amikor a vulkán púposodik - a lényeg azonban a részletekben rejlik!

Az előző héten a Fuji körüli hírhullám után rögtön Santorini került a média tudományos hírei közé. A hír apropóját Michelle Parks és kutatótársainak szeptember 9-én a Nature Geoscience c. lapban megjelent tudományos publikációja adta. Az eredmények valóban figyelemre méltóak, amiről az oxfordi és bristoli sajtóközlemények is hasonló címmel számoltak be: "Giant ‘balloon of magma’ inflates under Santorini". Az izgalmas hír megjelent a hazai sajtóban is, szerencsére mértéktartó közléssel, alapvetően a PhysOrg közleményét követve. Úgy tűnhet sokaknak, hogy a vulkán alatt egy hatalmas magmalufi fújódhat fel, ami a felszínt is megemelte és ebből a laikus olvasónak akár az is következhet, hogy ha ez kipukkad, akkor abból akár nagy kitörés is lehet. Nos a helyzet azért nem teljesen ez, mivel a vulkánok alatt nem alakulnak ki hatalmas magmabuborékok, vélelmezhető, hogy az ördög a fordításba lopakodott be. A 'balloon' valóban fordítható akár buboréknak is, mivel egy léggömb a felszín alatt furcsa lenne, de fordítható a 'magma balloon' magmaduzzadásnak, magmadomborodásnak is, ami azért a valós helyzetet jobban tükrözi (bár nem hangzik olyan jól...). A felszín feldomborodását ugyanis az okozza, hogy a mélyről sekélyebb mélységbe nyomul egy jelentékeny magmatömeg és ennek hatalmas nyomása emeli meg a vulkán felszínét. A hír lényege azonban nem is egyszerűen ebben, hanem a részletekben van. És innentől kezdve a hír még izgalmasabb! Lássuk tehát a kutatás eredménye mit is jelent?

Háttérben a Santorini kaldera fala, előtérben pedig a Nea Kameni vulkáni kúpja az egyik kráterrel. Jobb oldalt az 1866-os kitörés illusztrációja. Forrás: Santorini.com

Santorini leginkább a mintegy 3600 évvel ezelőtti hatalmas robbanásos kitöréséről ismert - azonban a hazai cikkekben megjelentekkel szemben nem ez volt az utolsó vulkáni működés itt! A minoszi kitörést követően a beszakadt kaldera közepén nehezen folyós magma türemkedett a felszínre és épített végül fel két szigetet a Palaea és Nea Kamenit. Az utóbbi 1570-ben bukkant a kezdeti vízalatti kitörések után a felszínre és ezt követően 5 alkalommal (1707, 1866, 1925, 1939 és 1950) történt rajta újabb lávaöntéses kitörés, ami egyre növelte a sziget méretét. Ezek a kitörések alapvetően viszkózus lávafolyásokat eredményezett, amiket kisebb robbanásos kitörések tarkítottak. E kitörések során 10-100 millió köbméter mennyiségű magma tört a felszínre. 1950 óta alapvetően nyugodtan szunyókált a vulkán, 2011. januárjában viszont változott a helyzet, egyre több földrengés pattant ki és egyre jobban emelkedett, púposodott a felszín. Parksék nagy pontosságú mérései szerint az emelkedés mértéke 8-14 cm, ami megfelel 10-20 millió köbméter felnyomuló magma nyomásának. Ez a szám azonban csupán egy minimum érték, mert a modell eredményt sok minden befolyásolja, mint például a magmatest alakja, továbbá az is, hogy mibe nyomult be a friss magmatömeg. Amennyiben egy összenyomható anyagot (azaz kristályokból és olvadékból álló magmát, avagy kristálypépet) tartalmazó magmakamrába, akkor a valós érték a becsült térfogat akár ötszöröse is lehet! Összességében akárhogy is számoljuk, a felszíndomborodást akkora térfogatú magma sekély (4-5 km) mélységbe való emelkedése okozta, amennyi általában egy-egy kitörési periódus során a felszínre tört. Ez azonban csak a friss magma mennyisége, ez még keveredett a magmakamrában lévő kristályokban gazdag magmatömeggel, azaz a magmatározóban akár ennek a térfogatnak a tízszerese is jelen lehet! Potenciálisan vulkánkitörést tápláló magmatömeg tehát jelen van a vulkán tárolórendszerében, azonban mindenki arra kíváncsi, hogy ez vajon ki fog-e törni és ha igen, akkor mikor és milyen módon?
Nos, ezekre a kérdésekre sajnos nem tudunk pontos választ adni, azonban Parksék tanulmányát olvasva és figyelembe véve az elmúlt években az e témában megjelent tudományos munkákat (például a legutóbb ugyancsak nagy port felkavaró Timothy Druitt és munkatársainak Nature-ben publikált eredményeit) elgondolkodtató következtetésekre juthatunk és közelebb juthatunk a válaszadáshoz. Az elmúlt évek kutatásai alapján a jelenlegi felfogás az, hogy a vulkán alatt 4-5 km mélységben van egy magmatározó, ahová időszakonként friss magmatömeg érkezik egy mélyebb, a becslések szerint 10-14 km mélyen lévő magmakamrából. A vulkáni kőzetekben lévő ásványok összetételének elemzése alapján több kutató is arra az értelmezésre jutott, hogy a lávaöntő kitörések előtt nem sokkal, az 1925-ös kitörés előtt például csupán egy hónappal korábban történt a friss magmatömeg felnyomulása, ami végül a kitöréshez vezetett. A nagy robbanásos kitörések előtt sem telik el sok idő a feltöltődés után: a friss magma felnyomulása mindössze néhány évtizeddel a hatalmas mínoszi kitörés előtt történhetett! Parksék azt hangsúlyozzák, hogy a magmafeltöltődési szakaszok általában ritkák, de gyorsak a Santorini alatt és ezalatt jelentős mennyiségű magma érkezhet a sekély magmatározóba.
A szintén a szerzők között lévő David Pyle korábbi tanulmányában arról írt, hogy a Nea Kameni kitörései között sok hasonlóság volt, a kitöréseket felszínemelkedés vezette be (azaz friss magma felnyomulása), majd nem sokkal utána zajlottak a kitörések. A felszínre került magmatömeg mennyisége úgy tűnik akár becsülhető is a korábbi kitörések vizsgálati eredményei alapján, mivel Pyle erős összefüggést talált a felszínre törő magma mennyiség és a korábbi nyugalmi szakasz hossza között. Ebből ő arra következtetett, hogy a következő kitörés esetében 30-70 millió köbméter láva növelheti a sziget térfogatát és a kitörés 2-3 évig is eltarthat. Nos, a becsült magmatérfogat már ott van a sekély magmatározóban! Az ásványok vizsgálata azt jelzi, hogy nincs kizárva az, hogy a kitörés néhány éven belül valóban bekövetkezik, kérdés azonban az, hogy a vulkán követi-e az eddigi, mondhatni kiszámítható magatartását, vagy most változtat a természetén és fricskát ad a vulkanológusoknak. Ez tehát a jövő és a vulkán titka. A szakemberek, a vulkanológusok, akik egyben detektívek (és ebbéli tevékenységük folytán nagy részletességgel fel tudták tárni a vulkán eddigi kitöréseinek jellemzőit), egyben pszichológusok (akik igyekszenek megérteni a vulkán természetét és ebből következtetni a jövőbeli viselkedésére) nem tehetnek mást, mint folyamatosan értékelik a vulkán rezdüléseit. Amennyiben az eddig megszokott módon folytatja életét a tűzhányó, úgy fog még egy rövid jelet adni. Ez a jel az eddigi adatok alapján még fontosabb lesz és ehhez Parksék jelen munkája, valamint az elmúlt évek kutatási eredményei összességében rendkívül fontos háttér-információt adnak, ami alapján a fokozott figyelem nélkülözhetetlen, megijedni azonban nem szükséges: egy a 3600 évvel ezelőtti hatalmas robbanásos vulkáni kitöréshez hasonló esemény esélye nagyon-nagyon kicsi, sokkal inkább egy újabb, bár az 1950-ös kitörésnél intenzívebb lávaöntő kitörés várható!