Vulkánkitörés a hawaii Nagy-szigeten: kérdések és válaszok

Helyi idő szerint május 3-án kezdődött el az a vulkánkitörés a hawaii Nagy-szigeten, ami az Amerikai Földtani Szolgálat (USGS) és a Hawaii Vulkánobszervatórium (HVO) vulkanológusai már előre jeleztek. A vulkáni működés már több, mint 80 lakóházat semmisített meg és több ezrek életét alakítja át. Az esemény különlegessége, hogy lakóházak mellett hasadt fel a föld több helyen és indult meg a vulkánkitörés, mondhatni, a kertekben kezdődött vulkánkitörés. Erre eddig nem sok példa volt a modern történelemben, azonban figyelmeztet arra, hogy a Föld növekvő népességének a jövőben ilyen veszélyekkel is szembe kell nézni. Ma már több mint 700 millióan élnek olyan vulkán 100 kilométeres körzetében, amely a jövőben kitörhet és aminek beláthatatlan következményei lehetnek. Hawaii most kiemelt figyelmet kap, aminek részben az az oka, hogy a kitörés lakott településen zajlik, másrészt a USGS-HVO szakemberei folyamatosan adják a tájékoztatást, a helyiek folyamatosan osztják meg a fantasztikus fotó és videofelvételeket. Ugyanakkor egy ehhez nagyon hasonló vulkáni működés zajlik a Piton de la Fournaise vulkánon is, ami legalább ennyire látványos, azonban ez lakatlan területen történik, így nincs akkora média nyilvánossága. A napokban az indonéziai Merapinak is volt néhány kisebb robbanásos kitörése, nyolc év pihenő után fennáll a veszély, hogy újabb jelentős (bár a 2010-es kitörésnél kisebb) kitörése induljon. Összehasonlításképpen, ott 30 kilométeres körzetben 4 millióan élnek, a hawaii vulkáni kitörés körzetében alig többen mint nyolcezren. Azonban ez sem kevés, továbbá ehhez hozzá kell adni a turisták számát is, tehát fontos, hogy rendszeres és hiteles tájékoztatás történjen. Sajnos a hazai és külföldi médiában is számtalan valótlan, szakszerűtlen, illetve szenzációhajhász hír jelent meg. Mindez úgy, hogy a USGS-HVO a legprofibb módon kezeli a helyzetet, folyamatosan ad minden eseményről tájékoztatást, ad sokszor laikusoknak is érthető módon magyarázatot a vulkáni működés hátteréről, ad választ minden felmerülő kérdésre, nyújt előrejelzést a jövőbeli lehetséges kimenetelekről és hívja fel a figyelmet a veszélyekre. Hírt csak hiteles forrásból, ezt nyújtja a USGS-HVO honlapja, ahol mindent meg lehet találni! Itthon pedig, ha kérdés merül fel, szívesen válaszolunk, illetve nyújtunk folyamatos, fotó- és videofelvételekkel, on-line közvetítésekkel teli tájékoztatást a Tűzhányó blog Facebook csoportjában!
Az alábbiakban röviden összefoglaljuk a legfontosabb tudnivalókat a most már több mint 3 hete zajló vulkánkitörésről.

A USGS-HVO folyamatosan teszi közzé a vulkáni működés helyszínének térképét a megnyílt hasadékokkal és lávafolyásokkal elöntött területekkel. A hőkamerás térképeken világos színek jelzik az éppen aktív lávafolyamokat - a május 25-i állapot (Forrás: Hawaii Vulkánobszervatórium)

Jelenlegi (május 25-i) állapot

A HVO naponta többször ad ki összefoglaló jelentést a vulkáni működésről. A vulkáni kitörés folyamatosan és viszonylag nagy intenzitással zajlik. Eddig 23 helyen repedt fel, mintegy 7 km hosszúságban a földfelszín a Kilauea kalderától keletre, közel 30 kilométer távolságban, a Keleti Riftzóna mentén. A hasadékok közül jelenleg több is aktív: a 22. sz. hasadékból délkelet felé folyik a láva, ami két ágra szakad. A lávagátak között szinte hűlés nélkül, viszonylag gyorsan halad a lávafolyam és két helyen is elérte a kb. 4 kilométer távolságban lévő óceánt. A 6. és 13. sz. hasadékokból is ömlik ki a láva, aminek egy lávagátak között kígyózó ága néhány napja szintén elérte az óceánt. A Leilani Estates településen belül található 7. és 21. sz. hasadékok mentén lávacafatok csapnak fel, amelyek egy kis időszakos lávatavacskát hoztak létre. Innen a láva északkelet felé folyik tovább és ez veszélyt jelent további lakóházakra, újabb utakat vág át, sőt a Puna geotermikus erőműre is! Ez utóbbi egyelőre még megmenekült, bár a közvetlen közelében intenzív vulkáni kitörések folynak. A láva azonban itt délkeleti felé folyik. A 7. és 21. sz. hasadékok lávája azonban közelít az erőmű felé. A többi hasadék mentén kéndioxidban gazdag gázok törnek fel, ami vulkáni szmogot idéz elő. A vulkáni kitöréssel egyidőben további földrengések pattannak ki, azonban ezek nem tolódnak tovább kelet felé, így egyelőre Vacationland Hawaii település még nincs veszélyben. A jelek azonban egyértelműen további magma érkezését jelzik, azaz a vulkánkitörés úgy tűnik folytatódik. Azonban ez nem csak e térségben zajlik, hanem a Kilauea vulkáni területén központi részén is! A Halema'uma'u krátert korábban színültig kitöltő lávató szintje több mint 400 métert esett és ezzel a talajvíz szintje alá került. Ez hasonló helyzetet hozott létre, mint ami 1924-ben volt. Ekkor hatalmas robbanásos kitörések történtek és több tonnás kőzetdarabok hulltak a kráter környezetére. A vulkanológusok most is tartanak ettől. Május 9. óta naponta zajlanak freatikus és freatomagmás kitörések, amelyek nyomán olykor több kilométer magasra tornyosul a gomolygó hamufelhő. A közeli Hawaii Obszervatóriumból már kiköltöztették a szakembereket, mivel a Kilauea kaldera térségében kipattanó földrengések utakat repesztettek fel és egy nagyobb robbanásos kitörés is veszélyeztetheti az obszervatóriumban lévőket. Május 25-én több 3-4 magnitúdójú földrengés volt, ami után szürke hamufelhő és fehér vízgőz felhő tört ki a kráterből.

A 7. és 21. sz. hasadékok mentén zajló vulkánkitörés és friss lávája, ami színben elkülönül a sötétebb a kitörés elején keletkezett lávától és jobbra a teljes hasadékvonal látképe Bruce Omori felvételein

Az egyik legnagyszerűbb drón felvétel a 22. sz. hasadékból az óceán felé kígyózó lávafolyamról (USGS)

Frissítés (május 27)

A vulkáni működés továbbra is nagyon intenzív! Eddig közel 10 négyzetkikométer területet fedett be a lávafolyam, most a 7 és 21 sz. hasadékból északkelet felé folyik pont az erőmű irányába. A láva azonban aa-típusra váltott, így lassabbá vált, majd rajta újabb lávafolyam indult el. Helyi idő szerint május 26-án délután belépett a Puna Geotermikus Erőmű területére és egyre közelebb és közelebb jut hozzá. Nincs arra tapasztalat, hogy ilyenkor mi történik, így sokan izgalommal várják, hogy eléri-e a láva az erőművet (a 38 MW teljesítményő erőmű 1993-ban épült és a sziget energia ellátásnak több mint 20%-át adta). A 13. és 22. sz. hasadékok továbbra is bő láva anyaggal látják el az óceán felé kígyózó lávafolyamokat.

Vajon épen marad az 1993-ben épült Puna Geotermikus Erőmű vagy ez is a láva martaléka lesz? Helyi idő szerint május 26-i állapot Bruce Omori felvételén

Miért nem a Kilauea központi térségében zajlik a vulkánkitörés?

A Kilauea nem egyetlen egy vulkán, hanem egy kiterjedt vulkáni mező, ahol több kitörési központ van. Központi területe a Kilauea kaldera, amelyen belül található a Halema'uma'u beszakadásos kráter, azon belül pedig egy kisebb kráter, amiben egészen április végéig lávató volt. A Kilauea vulkáni terület a Mauna Loa oldalában alakult ki. A felhalmozódott lávatömeget a Mauna Loa oldala már nem képes tartani, egy óriási blokk az óceán irányába mozdulnak el. Ez olykor meg is történik, mégpedig két gyengeségi zóna , a Kilauea kalderából hatalmas karként szétnyíló Keleti és Délnyugati rift (hasadék) zóna mentén. E területeken széthúzásos feszültség lép fel, ami miatt nyitott hasadékok, árkok alakulnak ki, illetve felszín alatt, ahol nagyobb a feszültség és nagyobb az elmozdulás is repedések jönnek létre a kőzettestben. Az elmúlt évtizedekben a Keleti Riftzóna volt aktívabb és e gyengeségi területre nyomult be a magma fenntartva már több mint 35 éve a Pu'u 'O'o központtal működő vulkanizmust. Április második felében azonban egyre több földrengés pattant ki a riftzóna további részén. A felszín horizontális elmozdulást mutatott, jelentős mértékben az óceán felé. Mindebből egyértelműen le lehetett vonni a következtetést, hogy a magma tovább nyomul keleti irányban, a felszín alatt mintegy 3 kilométer mélyen. Végül helyi idő szerint május 3-án repedt fel a földfelszín és indult meg a vulkáni működés.

Lisa Faust ábrája (USGS) balra, jobbra pedig Sentinel-1 műhold InSAR radarképe, ami a felszín magasságváltozását mutatja még a vulkáni működés megindulása előtt. Ezen jól kivehető a felszín alatt keleti irányba mozgó magma okozta felszín emelkedés.

Mi történik eközben a Kilauea kalderában?

A Kilauea kaldera alól, a felszín alatt áramlik kelet felé a magma. Emiatt a Halema'uma'u kráter április végén még színültig kitöltő lávató (a lávató túlcsordulása jelezte, hogy friss magma nyomul felfelé) szintje viszonylag gyorsan csökkenni kezdett. Az óránként néhány méternyi sebességgel csökkenő lávató szint végül már több mint 400 métert esett és ezzel a talajvíz szintje alá került. Ez pedig, ahogy azt korábban írtuk megadja a lehetőségét, hogy víz kerüljön a forró magmába és ezzel heves robbanásos kitörések történjenek. Május 9-én meg is indultak a robbanásos kitörések, amelyek minden naposakká váltak. Azonban nem csak a lávató szintje csökken, hanem az egész kaldera területe süllyed lefele (hiszen megszűnt az alatta lévő magma felfelé irányuló nyomóereje). Ez pedig jelentős földrengés tevékenységgel jár. A földrengések között nem ritkák a 3-5 magnitúdójú földlökések sem, ami miatt felszínrepedések is kialakultak, többek között a kalderához vezető autóúton is. A kaldera már 1,4 métert süllyedt az elmúlt 3 hét alatt (ez hasonló ahhoz, ami Izlandon történt 2004-2005-ben, amikor a jégtakaró alatti Bárdarbunga kaldera felszíne süllyedt rohamosan, miközben a tőle több mint 20 kilométer távolságban zajlott a Holuhraun lávaöntő kitörés. A két esemény mechanizmusa nagyon hasonlít egymáshoz!), a pereme pedig 60 centiméter süllyedt. A földrengések most is folyamatosan, akárcsak a felszínsüllyedés, azaz további magma nyomul kelet felé a riftzónába. Ugyanez a helyzet a Pu'u 'O'o térségében is. Ott is egy lávató volt még április végén, ami túlcsordult a peremen, majd gyorsan visszahúzódott és most egy hatalmas üreg maradt vissza!

Május 16-i robbanásos kitörés a Halme'uma'u kráterben (webkamera és Tim Marshall fotó)

Becsúszik a Kilauea vulkáni terület az óceánba?

Egy, a médiában gyakran megjelenő, minden alapot nélkülöző "hír"-nek. A válasz határozottan: NEM. Habár a kitörést megelőző 6.9-os magnitúdójú földrengést követően mérhető volt a horizontális elmozdulás (mintegy fél méter a riftzóna mentén, míg néhány kilométer mélységben ez akár a 2 métert is meghaladhatta), ez nem jelenti, hogy a teljes terület bezúdul az óceánba és az szökőárt okoz! A jelenlegi elmozdulások teljes összhangban vannak a magma benyomulási eseménnyel és a múltban sem történt olyan eset, ami alapjául szolgálna egy katasztrofális csuszamlásnak!

A USGS magyarázó rajza a magma benyomulás miatta oldalirányú kőzettest mozgásról.

A hawaii vulkánkitörés beindítja az USA nyugati peremén sorakozó vulkánokat?

Egy másik, sok média által átvett, sok helyen megjelent és minden alapot nélkülöző rémhír, amit a hazai média is átvett azzal, hogy mindezt amerikai vulkanológusok vetették fel! NEM, ezért nem fognak kitörni a Cascades vonulat tűzhányói! Semmi kapcsolat nincs ugyanis a Hawaii-szigetek vulkánossága (forró folt terület) és a Ny-USA vulkánjainak működése (kőzetlemez alábukási zóna és a mögötti szétnyílásos medence területek) között! Hogy jönnek akkor ide az amerikai vulkanológusok, akikre hivatkoznak? Nos, egy nem kicsi csúsztatással, mondhatni a hír igaz, de nem úgy ahogy tálalják és innentől kezdve válik hamissá! A Cascades vulkáni íve mentén ugyanis valóban sok a veszélyes és hosszan szunnyadó tűzhányó. Az elmúlt évszázadban ezek közül kettő lépett működésbe: jó száz évvel ezelőtt a kaliforniai Lassen Peak, majd 1980. május 18-án a Mt St. Helens. Ezen kívül ott van a Rainier, a Shasta, a Hood, amelyik közül bármelyik, ha felébred, annak bizony súlyos következményei lennének. Ezek körül ugyanis nem 8 ezren, hanem több tíz, illetve százezrek élnek, sőt nagyvárosok, mint pl. Seattle lehet adott esetben veszélyben! Az amerikai vulkanológusok hangsúlyozzák, hogy mindezekre komolyan oda kell figyelni, hiszen nem az a kérdés, hogy e vulkánok kitörnek-e a jövőben, hanem az, hogy mikor! Mindenesetre jelenleg még nincs jel arra, hogy bármelyik működésbe szeretne lépni! Itt van tehát a fals összekötés: az amerikai vulkanológusok valóban beszélnek arról (már évek óta), hogy veszélyes és a jövőben működőképes tűzhányók sorakoznak az USA nyugati partvidékén, a hawaii vulkánkitörés valóban zajlik, ezeknek az eseményeknek azonban sem időben sem térben nincs közük!

Az USA nyugati partvidékén sorakozó tűzhányók - ezek veszélyesek, potenciálisan kitörhetnek, de SEMMI közük a hawaii nagy-szigeten zajló vulkáni működéshez! (USGS ábrák)

Mi történik ha a láva az óceán vizébe ömlik?

Bár úgy tűnik, hogy ilyenkor csupán fehér vízgőz száll fel, azonban ez komoly veszélyeket rejt! Sajnos ezzel kapcsolatban is sok fals információ jelent meg a hazai médiában, amiben azért az MTI is ludas... Az amerikai vulkanológusok az ilyenkor fellépő veszélyt "laze"-nek nevezik, ami a lava (láva) és haze (köd, pára) szavakból alakult ki. Amikor az 1000 fok körüli hőmérsékletű láva az óceánba folyik fehér gőz/gáz felhő emelkedik fel. Bár ez úgy tűnik, hogy veszélytelen, azonban ebben számos veszélyes anyag van: apró üvegszilánkok, ami a hideg óceánvízbe jutó láva hirtelen szétesése és darabjainak megdermedése során jönnek létre; a túlhevített víz gőzanyaga és sósav gáz (NEM, nem "klórsav gáz", ahogy az a híradásokban megjelent...). A feltóduló fehér felhőbe magmás gázok nemigen kerülnek (a lávában már nincs sok illó, a kéndioxid gáz a hasadékok mentén távozik). A sósav (HCl) eredete is ezért az óceán vízében keresendő. Egyes elgondolások szerint a víz só (NaCl) tartalma bomlik fel a hőhatás miatt és lesz belőle sósav gáz a vízgőzzel való reakció során. Vannak, akik szerint először MgCl2 keletkezik, amiből aztán további vízgőz reakciókkal jön létre a HCl: MgCl2 nH2O→MgO + (n−1)H2O(gas) + 2HCl(gas). Végül vannak olyanok, akik egy komplexebb reakciót javasolnak a láva-víz reakciója során: 6SiO2(s;l) + Al2O3(s;l) + 2NaCl(s;l) + H2O(g;l)→2NaAlSi3O8 + 2HCl(g). A forró, savas (a felhő pH értéke 1,5-3,5 közötti) felhő főleg napközben jelent veszélyt, mivel ekkor a szelek a szárazföld felé hajtják (éjjel viszont az óceáni terület felé mozog). Ezzel a "láthatatlan" veszéllyel komolyan számolni kell annak, aki megközelíti az óceánba ömlő lávafolyás (pl. nem feltétlenül jó dolog egy hajóval megközelíteni a helyszínt, mert nem biztos, hogy ki lehet számolni a légáramlatokat! Ezzel szemben a felnyíló hasadékok mentén a feltörő vulkáni kéndioxid gáz jelent különösen nagy veszélyt! Szóval, ez most Hawaii... - mondhatni "gázos" a helyzet... annak ellenére, hogy csak ártalmatlan fehér gőzfelhőnek néz ki... nem minden az, aminek látszik...

Jelenleg három ponton ér a láva az óceánba, aminek következtében fehér gőzfelhő "laze" emelkedik fel (USGS és Bruce Omori fotók)

Miért változott a lávaöntés jellege?

A vulkáni működés kezdetén lassan folyó, úgynevezett aa-láva jött a felszínre, ami nem jutott el nagy távolságba, mivel nehezen folyós, azaz viszonylag nagy a viszkozitása. Néhány nap után azonban már messzire folyó, kisebb viszkozitású pahoehoe láva terített be nagy területet. Ennek oka a láva összetételében keresendő. A gyors láva kémiai összetétel elemzés a szakembereket is meglepő eredményhez vezetett. Kezdetben ugyanis nem a hawaii vulkánkitörések jellemző bazalt magmája jutott a felszínre, hanem andezit, aminek szilíciumdioxid tartalma 57 tömeg% (a bazalté kevesebb, mint 52 tömeg% és ez jelentősen befolyásolja a viszkozitást). De hogyan lehetséges, hogy andezites láva jut a felszínre a Kilauea területen? Nos, ennek a magyarázata, hogy ez a felszínre törő magma egyáltalán nem friss, hanem vagy 100 éve ott van a Keleti Riftzóna alatt! Lehet ez az 1955-ös kitörés maradványa, de lehet, hogy 1840 óta ott lebzsel. Igazán ilyenre nem sok példa volt eddig, bár tudunk arról, hogy 2005-ben, pont a Puna geotermikus területen egy fúrás során dácitot hoztak fel és 1955-ben is szilíciumdioxidban gazdagabb láva folyt először a felszínre. Mi van tehát a mélyben? Arról már elég sokat bizonyítékot gyűjtöttünk, hogy a szilíciumgazdag magmák akár több tíz- vagy százezer évig is fennmaradhatnak, ezek a magmakamrák hosszú ideig is létezhetnek. Úgy tűnik, hogy ha kisebb időléptékben is, de ez igaz lehet bazaltos magmás rendszerre is. Azaz kristályokban gazdag bazaltos magma maradhat vissza a vulkáni kitörések után, a bazaltos magma még hosszú ideig nem szilárdul meg, hanem lassan kristályosodik. A kristályosodás során a megjelenő ásványok után egy szilíciumdioxidban gazdagabb maradékolvadék lesz. A 17. hasadék megnyílása felszínre hozta ezt a maradékolvadékot! Az andezit kialakulásának egy másik lehetséges magyarázata, hogy egy még nagyobb szilíciumdixoid tartalmú magma, azaz dácitos magma lebzselt a felszín alatt, amikor megérkezett a friss bazaltos kőzetolvadék. Keveredtek egymással és ennek eredménye lett a köztes, andezites összetétel. Miért is izgalmas különösen az andezit láva összetétel? Andezit ugyanis általában szubduckiós (kőzetlemez alábukási) övezetekben fordul elő és sokan úgy tartják, hogy kifejezetten erre a tektonikai övezetre jellemző. Azonban az andezit megjelenhet más lemeztektonikai környezetben, akár kőzetlemezen belül is. Nos, ez egy kiváló példa, hogy igen, andezit lehet ilyen környezetben is, a tudomány így szép, így izgalmas, hogy nincsenek előre leosztott lapok! Később már friss bazaltos magma jutott a felszínre, amit két jelenség is alátámasztott: a lávaszökőkutak erőteljesebbek lettek, néhány tíz méter magasságba csaptak fel, ami gázokban gazdagabb, könnyen mozgó magmára utalt és a felszínre ömlő láva jellege is változott. Most már pahoehoe, azaz sima felszínű, kötélláva alakult ki. Ezen belül lávagátak jöttek létre, amin belül a kőzetolvadék szinte hűlés nélkül haladhatott tovább, ezért messze, több kilométer távolságba is képes volt elfolyni és végül az óceánpartot is elérte.

Lávaöntés május 5 és 18-án. A nehezen folyó, viszokózus láva ekkor még csak kis területet öntött el (USGS fotók)

Hogy kerül metán a repedésekbe és miért lángol kéken?

Május 23-án egy újabb érdekes felvételt osztott meg a USGS Hawaii Vulkán Obszervatórium. Egy lávafolyam közelében, az út repedéseiben kékes láng tört fel. Ez metán gáz, ami akkor jön létre, amikor a láva növényzetre folyik (ez egy különleges veszélyt jelent, amikor metán robbanás történhet tejesen váratlanul!). A metán gáz az égő növényből szabadul fel, beszivároghat a felszín alá, majd újra megjelenik a felszínen, amikor felhevül. A metán meggyulladva, aztán kék színnel ég.

Kékesen égő metán gáz az utak repedéseiben (USGS és Brad Lewis fotó)

Utószó...

Végül, néhány szóban nem árt reagálni azokra a valóságtól nagyon-nagyon elrugaszkodott hírekre is, miszerint (1) a Kilauea NEM szupervulkán! Szupervulkánok, mint már sokszor írtam, nincsenek is, legfeljebb szupervulkáni kitörések, amelyek több, mint 1000 köbkilométer mennyiségű vulkáni anyagot terítenek szét a felszínen. A mostani hawaii vulkánkitörés lávamennyisége még messze nem éri el az 1 köbkilométert sem! Sőt, a múltban SEM VOLT szupervulkáni kitörés a Kilauea területén és nyugodtan le is írhatom, ilyen a jövőben SEM LESZ! (2) a Kilauea NEM fog beszakadni mint a Krakatau! Megint csak, a Kilauea egy teljesen más vulkáni rendszer, nem úgy működik, mint indonéz társa. Azaz jó hírem van, a hawaii Nagy-sziget továbbra is megmarad, lehet tervezni rá turistautat! :-) (3), Nem, a Kilauea vulkáni működés NEM befolyásolja globálisan az éghajlatot! Ehhez ugyanis az kell, hogy a kéndioxid gázok nagy magasságba, egészen a sztratoszférába feljussanak, mennyiségük bőven meghaladja az 1 millió tonnát. Ehhez persze erős robbanásos vulkánkitörés kell. A hawaii vulkánkitörés során viszonylag sok kéndioxid gáz (azonban messze nem 1 millió tonna) kerül a levegőbe (de CSAK az alsó légkörbe), ez alapvetően a szigeten okoz jelentősebb egészségügyi problémát (vulkáni szmog), illetve a legfrissebb hírek szerint a 3000-4000 km távolságban lévő mikronéziai szigetvilágban!