Holuhraun kitörés: látványos hasadékvulkáni működés gyarapodó lávamezővel. Gáz lesz?

Az elmúlt héten szakmai konferencia miatt nem tudtunk napi összefoglalókat adni a Bárdarbunga-Holuhraun hasadékvulkáni működésről és a kapcsolódó fejleményekről, most igyekszünk pótolni a legújabb hírekkel!
A látványos lávaszökőkút kitörések mellett zajló lávaöntéses vulkáni működésről naponta jelennek meg szebbnél szebb fotók és videofelvételek. A modern, internetes megosztásokkal jellemzett világunkban gyorsan terjednek az információk, a kihelyezett webkamerákon keresztül pedig élőben követhetjük az eseményeket. Mindez lehetővé teszi, hogy a lemeztektonika egyik legnagyszerűbb folyamatát, két hatalmas kőzetlemez távolodási folyamatát és az ehhez kapcsolódó hasadékvulkáni működés történéseit megfigyelhessük és elemezhessük. Az Izlandi Meteorológiai Intézet (Icelandic Met Office=IMO) példaértékűen végzi az adatszolgáltatást, természetesen szoros összefogásban az Izlandi Egyetem Földtudományi Intézet szakembereivel.

A vulkáni működés egyik leglátványosabb, legnagyszerűbb eseményei: felcsapó lávaszökőkút, előrenyomuló lávafolyam! Fotó: Johanne Schmith és Simon Redfern

Holuhraun 2014 - Eldgos í Vatnajökulsþjóðgarði / Eruption in Vatnajökull National Park from Vatnajökull National Park on Vimeo.

Lávaöntő működés: A hasadékvulkáni működés augusztus 31. óta szakadatlanul zajlik és egyesek már az elmúlt évszázad egyik legnagyobb lávaöntő kitöréséről beszélnek. A méretekről azonban csak becslések vannak. Annyit tudunk, hogy a lávamező már közel 20 négyzetkilométer nagyságú területet fed be, a lávafolyás jelenleg naponta mintegy 100 métert halad előre északkelet felé és a frontja már 17 km távolságba jutott a hasadéktól. Az eddig felszínre került lávamennyiség pontos számadata nem ismert, de becslések szerint még nem éri el a 100 millió köbmétert, (0.1 köbkilométer), azaz egyelőre még elmarad a Krafla 1975-1984-es hasadékvulkáni kitörés 0.2-0.3 köbkilométer lávamennyiségétől. Azonban míg ez utóbbi 9 év alatt gyülemlett fel, a közel 0.1 köbkilométer láva a jelenlegi kitörés során mindössze 2 hét alatt jutott a felszínre, azaz most sokkal nagyobb a kitörési ráta, azaz a kitörési intenzitás (ez most másodpercenként 200-300 köbméterre becsülhető)! Ez többszöröse a Krafla lávaöntő működése során tapasztaltnál! Ha a lávaöntés a mostanihoz hasonló ütemben folytatódik, akkor a Holuhraun vulkáni kitörés valóban Izland történelmi időkben zajlott legnagyobb vulkánkitörései közé juthat. A lávafront már félig keresztezte a Jökulsá á Fjöllum gleccser folyamot, ami a Vatnajökull gleccserből kiindulva halad több ágon észak felé. A láva-víz találkozás egyelőre nem okozott számottevő robbanásos kitöréseket, a lávafronton olykor gőzoszlop emelkedik fel. Érdekes megfigyelni azonban, ahogy az előrenyomuló lávafolyam fokozatosan téríti el a folyóvizet. Izgalmas kérdés, hogy mi történik, ha a láva eléri a jelenleg még néhány kilométer távolságba lévő kiemelkedést, ahol a webkamerák is vannak. Amennyiben északnyugatra tér el, akkor adott esetben elérheti az Askja kalderát, a kis Víti beszakadásos kráter tavát...

A Holuhraun lávamező az űrből és egy közel kép a lávafrontról, ami eléri a 4 méter vastagságot! Fotó: NASA és Simon Redfern

Jön a gáz: Jön, mégpedig jelentős mennyiségben, ami egyre nagyobb problémát okoz a helyszínen és Izland északkeleti részén! A hasadékvulkáni kitörést erős kéndioxid és széndioxid gázkiáramlás kíséri. A kéndioxid gáz jelenlétét a hasadékból felemelkedő szürkéskék felhő, a területre gyakran rátelepedő kékes vulkáni szmog is jelzi. A kellemetlen záptojás szagú kéndioxid gáz jelentős mennyisége miatt még a méréseket végző szakembereknek is többször el kellett hagyniuk a helyszínt, a turisták pedig eleve nem közelíthetik meg a kitörés területét. Az egészségre káros kéndioxid alsó határértéke 350 µg/m3 (egy órás átlagban), illetve 125 µg/m3 (napi átlagban), a WHO szerint viszont napi átlagban a 20 µg/m3 koncentráció is egészségre káros hatással lehet. Ehhez képest a helyszínen több mint 1000 µg/m3 koncentrációt is mértek! A kéndioxid mellett jelentős a széndioxid kiáramlás is, amely gáz nagy sűrűsége miatt a felszíni mélyedésekben ül meg. A terepen dolgozó 10-20 szakember ezért csak gázmaszkban dolgozhat gázmérő detektorokkal felszerelve és a közelükben oxigénmaszkok is vannak, amennyiben jelentős széndioxidot lélegzenének be.

Balra: Kékes köd lepi el Izland keleti felét: ez a vulkáni szmog! Jobbra: a Holuhraun kitörés nyomán kelet felé sodródó kéndioxid felhő az Eumetsat GOME-2 modellje szerint

Balra: Markáns kéndioxid koncentráció csúcs Dublinben szeptember 6-án. Jobbra: a Holuhraun kitörés nyomán Norvégia felé sodródó kéndioxid felhő szeptember 9-én

A légszennyezés azonban nem csak a kitörés helyszínére korlátozódik. A sokszor változó irányú szél északkeleti-keleti irányba sodorja tovább a kéndioxiddal telített légtömeget, aminek következtében az Izland keleti partvidékén élők egyre szennyezettebb levegővel szembesülnek. A tájat kékes köd lepi el és a gáz több mint 100 km távolságban (pl. Reydarfjordur településen) is többeknek egészségügyi problémát okoz. Ilyen magas kéndioxid koncentrációt (2600 µg/m koncentrációt is mértek!) még nem mértek Izlandon a modern műszeres elemzések bevezetése óta! A kénes szmog azonban már túlterjed Izlandon és Európa egyes területeit is elérte. Szeptember 6-án például kiugróan magas kéndioxid koncentrációt mértek Dublinben (a szokott érték mintegy 200-szorosát!). Aztán némileg módosult a szélirány és a következő napokban Norvégia nyugati partvidéke kapott a kénes levegőből azaz több mint 1300 kilométerre a kitörés helyétől! A vulkáni működés távoli hatása... Most Európa nem vulkáni hamut, hanem a kénes szmogot kapja, azonban fontos megjegyezni, hogy ez még messze nem jelent veszélyt, jóllehet egyesek már felidézik a Laki 1783-84-es kitörését kísérő, Európát ellepő kénes szmog következményeit. Fontos leszögeznünk, hogy még messze nem tartunk ott, hogy a bő 230 évvel ezelőtti események megismétlődésétől kellene tartanunk. Ahhoz, hogy komolyabb hatása legyen a vulkáni szmognak Európában szükséges, hogy (1) tartós maradjon a jelentős kéndioxid gáz kiáramlás a vulkáni működés során, sőt ez növekedjen a hasadék továbbnyílásával, a lávaöntés intenzitásának növekedésével; (2) a lávaöntő működéshez robbanásos kitörések is kapcsolódjanak;(3) tartósan kelet felé sodródjon a kénes légtömeg; (4) tartósan magas nyomású időjárási körülmények legyenek, ami Európára nyomja a kénes levegőt. Ez azt jelenti, hogy sok körülmény összejátszása szükséges egy valóban súlyos helyzet kialakulásához. De... De, a potenciális veszély megvan, amivel foglalkozni kell, mint kis valószínűségű, de nagy hatású, nem kizárható eseménnyel. Az európai kormányok, döntéshozók közül egy ilyen lehetőséggel és annak következményeivel komolyan talán csak a britek foglalkoztak. A Brit Geológiai Szolgálat kiváló szakember gárdája példaértékűen foglalta össze a Laki esemény akkori és esetleges egy ehhez hasonló eset következményeit és a tennivalókat, amiről érdemes elolvasni Anja Schmidt leírását is.

Balra: Gázördögök tánca a Holuhraun lávamezőn. Jobbra: a forró gázördögök kialakulása a norvég Nicarnica Aviation infravörös kamera felvételén.

"Gázördögök" tánca: Az izlandi Holuhraun hasadékvulkáni kitörés elképesztő sok izgalmas megfigyelést és újdonságot szolgáltat. Ez utóbbiak közül a legérdekesebb a karcsú "gázördögök" kialakulása. Mindez szinte naponta látható és a webkamerákon is jól követhető. Igazán még meghonosodott nevük sincsen, hiszen ilyen környezetben még nem figyeltek meg hasonló jelenséget. Az év elején az indonéziai Sinabung kitörése során észleltek ilyet. Akkor, a lezúduló izzófelhők finom vulkáni hamuanyaga alakított ki forgószélszerű jelenséget. Ezek azonban nem valódi tornádók, mivel kialakulási mechanizmusuk eltér azoktól és inkább az úgynevezett porördög jelenséghez hasonlítanak. Mindennek hátterében a talaj fölött lévő levegő erős felmelegedése áll, ami így a környezeténél (hidegebb felső légrétegek) könnyebbé válik, amiatt felszáll, a nyomáskülönbség miatt pedig ebbe a légörvénybe beáramlik a levegő és ezzel egy egyre gyorsuló forgómozgás alakul ki. Ez ahhoz hasonlít, amit a műkorcsolya versenyzők esetében is látunk a piruett közben és ilyenek a különleges "tűzördögök" avagy "tűztornádók" is. Valami hasonló jelenség történt a Sinabung forró piroklaszt-árja esetében is, ahol az üledék felett kialakult nagy hőmérsékletű légtömeg emelkedett fel, magába keverve a finomszemcsés hamuanyagot és a gyors pörgés miatt egy karcsú fonálszerű légfeláramlás jött létre. A piroklaszt-ár esetében tehát egyfajta "hamuördögök" tánca zajlott.
A Holuhraun lávamezőn azonban nincsen finom vulkáni hamu, sem por, akkor hogy jönnek ide az ördögök? Nos, itt egy újabb különleges, de a porördögök kialakulásához hasonló természeti eseményt látunk. A forró lávamező felett nagy hőmérsékletű gázréteg alakul ki a kiáramló kéndioxidtól. A jelenség lényege megint csak az, hogy van egy nagy hőmérsékletű gáz anyagunk a földfelszín közvetlen közelében, míg a felső légrétegek jóval hidegebbek. Ehhez hozzájárul még a kavargó szél, ami jelentős szélnyírást hozhat létre (lent szélcsend, feljebb erős szél). Adva van tehát minden a karcsú, pörgő ördögök bejöveteléhez, amelyeket itt "gázördögöknek" nevezhetünk. Szeptember 3-án ilyen "gázördögök" kialakulását vette fel a norvég Nicarnica Aviation infravörös kamerája, amely felvételen jól követhető, ahogy alulról, a földfelszín közeléből kiindulva jönnek létre a vékonyka forró, forgó légörvények.

A Bárdarbunga kaldera folyamatosan süllyed, aminek a mértéke már a 20 métert is meghaladja.

Mire készül a Bárdarbunga és további kilátások: Végül, mik most a kilátások? Egyelőre úgy tűnik, hogy stabilan zajlik tovább a hasadékvulkáni kitörés, ami egyre növeli a lávamező nagyságát. Ha ez a folyamat zajlik tovább (erre minden esély megvan, mivel továbbra is tágulásos kéregmozgást jeleznek a GPS adatok), akkor egy izgalmas kérdés a korábbiakban említett lávafolyás iránya, azaz miképpen befolyásolják a morfológiai elemek, így például a kiemelkedések, a lávafolyás további előrenyomulását. Ahogy ezt fentebb írtam, adott esetben ez új eseményekkel bővítheti a Holuhraun lávaöntés folyamatát (pl. lávaömlés az Askja kalderába, a Víti krátertóba...). A legvalószínűbb esemény mellett azonban ott vannak a szintén számba vehető, kisebb valószínűségű, de nagyobb hatású folyamatok is. A Holuhraun hasadékvulkáni kitörés most jégsapkamentes területen zajlik, azonban a szétnyíló hasadékzóna folytatódik a Dyngjujökull jégnyelv alatt is. E zónában a kipattanó földrengések főleg a jégsapka alatti területre koncentrálódnak, ami azt jelenti, hogy ott van jelentősebb kőzetfeszültség. Megvan az esélye annak, hogy az újabb felszíni hasadék itt nyílik fel és akkor jégalatti lávaöntés indul el, ami jökulhlauppal, jeges-iszapos áradattal és heves robbanásos kitöréssel, több kilométer magasra feljutó vulkáni hamufelhővel járhat. Ezt komoly veszélyként tartják számon a szakemberek és ezért is van lezárva a terület a turisták elől. A helyszínen csak a méréseket végző szakemberek tartózkodhatnak.
A legnagyobb aggodalomra azonban a Vatnajökull jégtakaró alatt fekvő Bárdarbunga viselkedése ad okot. A széles kaldera alatt nap, mint nap pattannak ki M>4 nagyságú földrengések, ami komoly kőzettest mozgást jeleznek néhány kilométer mélységben. A további mérések arra utalnak, hogy a kaldera felszíne már 20 métert süllyedt! Ennek oka még nem teljesen világos, mindenesetre a két neves izlandi geofizikus, Magnús Tumi Guðmunds­son és Páll Ein­ars­son úgy vélik, hogy a tűzhányó alatt oldalirányban kiáramló magmatömeg vált ki a felette lévő kőzettestben beszakadást. Az ilyen mértékű kaldera beszakadásos folyamat nem példa nélküli, legutóbb Izlandon az Askja 1875-ös kitörését követte fokozatos beszakadás. Azonban ez a felfogás A Bárdarbunga alatti központi magma felnyomulást és oldalirányú, a földkéregben mintegy 10-15 kilométer mélységben történő magmaáramlást feltételez, amiben nem mindenki ért egyet. A két izlandi szakember mindazonáltal három lehetséges jövőbeli kimenetet vázolt fel:
1. A Bárdarbunga alatti süllyedés és a Holuhraun hasadékvulkáni kitörési fokozatosan leáll.
2. A Bárdarbunga kaldera süllyedése tovább tart, elérheti akár a több mint 100 méteres beszakadást is, a Holuhraun hasadékzóna mentén tovább zajlik a kitörés és a Dyngjujökull alatt is újabb hasadék nyílik fel. Ez ahogy fentebb írtam, a jökulhlaup mellett erősebb robbanásos kitöréssel is járhat.
3. A Bárdarbunga kaldera süllyedése egy heves robbanásos kitöréshez vezet, a meggyengült, repedésekkel átjárt kőzettesten keresztül kitörő magma kölcsönhatásba lép a vastag jégtakaróval és ez erős freatomagmás, nagy mennyiségű finomszemcsés vulkáni hamuval járó kitörést okoz. Mindez mindent elsöprő jökulhlauppal jár a környező területeken.

Magnús Tumi Guðmunds­son és Páll Ein­ars­son modellje három lehetséges további eseménysorra.