A 20. század legnagyobb vulkánkitörése - a Novarupta-Katmai kitörés a szemtanúk és a vulkanológusok szemszögéből

Előzmények
A 20. század legnagyobb vulkánkitörése június 6-án déltájban kezdődött és 60 órán keresztül tartott, azaz ma - a bejegyzés június 9-én készült - 100 éve fejeződött be. A vulkáni működésnek úgy tűnik nem volt sok előjele. A Katmai-csoport területén élők a megszokott tevékenységüket végezték, egyes családok már a vadászat során szerzett húst szárították és tették el a szűkösebb téli időkre, sokan pedig még kint voltak vadászni és halászni, jórészt a Katmai vulkáni csoporttól délre, a tengerparti térségben. Május 31-én, nagyjából a vulkáni kitörés előtt egy héttel megremegett a föld. Ez elég nagy lehetett ahhoz, hogy Katmai tengerparti település lakói veszélyt érezve bőrcsónakjukba (bidarkas) üljenek és elhagyják otthonukat. Akkor még nem voltak szeizmográfok, amelyek folyamatosan vették volna a rengésjeleket és nem volt vulkán obszervatórium sem, hogy figyelmeztessék a lakosságot. 100 év távlatából nehéz megítélni, hogy a Novarupta kitörésnek mennyi előjele volt. Vajon valóban csak 6 nappal a kitörés előtt volt az első figyelmeztető földrengés? Nincs kizárva, hiszen hasonló példát számosat tudunk a közelmúltból is, mint például a chilei Chaitén 2008-as meglepetésszerű gyors kitörése során. A természettel együtt élő és a természet rezdüléseit jól ismerő alaszkaiak azonban érezték, hogy valami készül. Az alutiiq bennszülöttek öregjei továbbadtak minden fontos tudnivalót utódjaiknak, mint ahogy azt is, hogy: "Gyűjtsetek és raktározzatok el biztos helyen annyi vizet, amennyit csak tudtok. Ha bármikor is hullani kezd a hamu, nem lesz ivóvizetek… Fordítsátok fejtetőre a kajakotokat, mert hamu lepheti el." A modern, „civilizált” ember mindig meglepődik, hogyan tudtak ennyi mindent eleink a természet folyamatairól.

A vulkáni kitörés környezete. A vulkánkitörés a Novarupta ponton történt és a kapcsolódó piroklaszt-ár az ettől északra lévő Ukak folyó völgyét töltötte fel. Forrás: Witness - Katmai National Park

A Katmai vulkáni csoport és az Aleuti vulkáni ív
Az alaszkai Katmai-csoport vidéke valóban tűzhányók szorosan kapcsolódó láncából áll. Ez a mintegy 2500 km hosszan húzódó, több mint 40 történelmi időkben is működött tűzhányóból álló Aleuti vulkáni ív északkeleti vége. Itt a vulkánokat csupán néhány kilométer választja el egymástól. A vulkáni ívtől délkeletre, kb. 350 km távolságban bukik alá a Pacifikus kőzetlemez mintegy 60 millió éves óceáni kőzetburka, ami a vulkáni ív alatt már 100 km mélységben jár. Az alábukó kőzetlemezből felszabaduló vizes oldatok átjárják a felette lévő földköpeny kőzet anyagát, csökkentik annak olvadáspontját és elősegítik annak megolvadását. Ez a keletkező magma táplálja, építi a vulkáni ív tűzhányóit. Judy Fierstein és Wes Hildreth az USGS Volcano Hazard Team tagjai évtizedeket töltöttek el a Katmai-csoport és természetesen a Novarupta kitörés megismerésével. Kutatásaik szerint az elmúlt 10-15 ezer évben a térségben legalább 15 nagy robbanásos kitörés történt, a legutolsó kb. 250 évvel ezelőtt a Snowy Mt. vulkán működése során. A tűzhányó csoport legaktívabb tagja a Katmai, ami 12-16 ezer és 23 ezer éve az 1912-es kitöréshez hasonló erejű vulkáni működést produkált. A még oly ritka drámai vulkáni események megőrződtek a bennszülöttek emlékezetében és generációkról generációkra adták tovább a tapasztalatokat. Ennek köszönhető, hogy a május 31-i földrengés figyelmeztető jelére a lakosok többsége elhagyta a területet. Voltak azonban, akik még ott voltak a kitörés első óráiban…

A Katmai vulkáni csoport tűzhányói: előtérben a Katmai, az 1912-es kitörés során kialakult kalderával, mögötte a Trident csúcsai, háttérben a havas Mt. Mageik. Forrás: Wes Hildreth

Indul a kitörés! Mit láttak a közvetlen közelben levők?
1912. június 6. reggele már hatalmas detonációkkal indult, a robbanásokat 230 km távolságban is hallani lehetett. Délután 1 órakor pedig már látni is lehetett a több kilométer magasba tornyosuló vulkáni hamufelhőt. A sötét, gomolygó hamufelhőben villámok cikáztak, ami nagyon ritka látvány volt ezen a vidéken. Rövidesen minden elsötétült és 3 napon keresztül „nem kelt fel a nap”. A vulkáni működés megindulásáról hűen mesélnek a szemtanúk feljegyzései (érdemes erről Noli képes összeállítását is elolvasni!). A vulkáni kitörés helyétől 50 km távolságban, Kaflia halászfaluban tartózkodó 6 éves Harry Kaiakokonok így emlékszik vissza a kezdeti órákra: "Valamikor délután, derült, meleg, szélcsendes időben kezdődött el a vulkáni kitörés. Olyan volt, mintha havazna, vulkáni hamuszemcsék és horzsakődarabkák hulltak sűrűn, hangos zajt csapva. A vulkáni szemcsék akkorák voltak, mint a rizs szemek, voltak kisebbek is, de nagyobbak is, némelyik akkora, mint egy fazék. A Kaflia-öböl vidéke, mind a szárazföld, mind az egykor kék víz lassan egyre inkább elfehéredett a lerakódott nagy mennyiségű vulkáni hamurétegtől. Minden, minden fehér volt és aztán az ég egyre inkább besötétedett. Sötétebb, egyre sötétebb lett olyannyira, hogy ha a kezünket mintegy 10 cm-re tettük az arcunktól, már nem láttuk… és akkor az emberek elkezdtek összegyűlni.” A vélelmezhetően elképesztő módon felfelé gomolygó hamufelhő a gyerekekből nem félelmet, hanem a végtelen kíváncsiságot csalta elő. Egymással versenyt futva rohantak fel a szomszédos hegygerincre, hogy jobban lássák a még sosem tapasztalt természeti jelenséget, a „füstölgő” hegyet: „Rohantunk, ahogy tudtunk. Nem haza, hanem fel a hegyre. Versenyeztünk, ki lesz az első, közben pedig üvöltöttünk, hogy gyerünk fel a hegyre! Az egyik köztünk lévő gyerek vak volt, de még õ is üvöltve rohant velünk, jobban üvöltött, mint bárki más: Fel a hegyre! Egyszer csak elesett. Felsegítettem, mindkét kezét vállamra tette és így rohantunk együtt tovább fel. Felérve végre a hegyre láttuk, hogy az ég mindenhol teljesen elsötétedett, a sötét feketeséget cikázó villámok fénye törte csak át. Sosem láttunk még ilyet, ez teljesen ismeretlen jelenség volt számunkra. Nem is tudtuk mik ezek, csak bámultuk. Közben szüleink kiáltozni kezdtek, hogy rögtön rohanjunk le fűházainkba. A vak fiú kezeit vállamra tette és így rohantunk vissza…”. A kitörő vulkán közelében is volt még néhány ember - csoda, hogy túlélték a kitörést. Ezek közé tartozott Petr Kayagvak, aki az Ukak folyó völgyében igyekezett észak felé, amikor megindult a kitörés. A völgyet néhány óra múlva izzó törmelékár lepte be. A kitörés kezdete így maradt meg emlékezetében: „A Katmai hegy szinte felrobbant, tűz csapott fel, majd egy tűzfolyam rohant le a hegy oldalában hatalmas füsttel. Felgyorsítottuk lépteinket. Vittük bőrkajakjainkat is, amelyek pokolian nehezek voltak...”  A vulkáni hamueső 3 napon keresztül sötétséget hozott a térségre, a vulkán közelében lévőknek ez az időszak végtelennek tűnhetett: "A barabarast (a bennszülöttek fűházait) egyre inkább forróság öntötte el. Levettük minden ruhánkat. Vízbe áztattuk és arcunkra helyeztük. Akiknek volt tőzegmohájuk, bevizezték és azt tették orrukra és szájukra, hogy így lélegezzenek. Egy idő után kinyitottuk az ajtót, hogy kinézzünk. Minden sötét volt, minden! Egy kis madár szállt be a barabarasba, nem látta merre repül. Mi, gyerekek, kimostuk a szemét vízzel és bent tartottuk házunkban. "

"Fehér hamu fedett mindent..." Vastag vulkáni hamu fedi a tájat és az alaszkai bennszülöttek barabarasait (fűházait). Forrás: Wes Hildreth

A vulkáni működés 60 órája
A Novarupta kitörés, bár egy évszázada történt és annak nem volt vulkanológus szemtanúja, mégis az elmúlt évtizedekben végzett vulkanológiai vizsgálatoknak köszönhetően az egyik legjobban ismertté vált. A vulkáni üledékekben, a kőzetekben ott lapul a történet minden részlete, Fierstein, Hildreth és munkatársai aprólékosan tártak fel ebből mindent, amennyit csak lehet. A vulkáni kitörés 3 szakaszban zajlott, amelyeket néhány órás szünetek választottak el egymástól. Az első szakaszban került ki a 12,5 köbkilométer magma mintegy 70%-a. A kitörési felhő közel 30 km magasba emelkedett, majd délkelet felé sodródott (június 10-én már Virginia felett volt, egy héttel később pedig már elérte Algériát). Már az első nap délutánján sűrű hamueső hullt a vulkántól mintegy 170 kilométerre fekvő kisvárosra Kodiakra. A 16 óráig tartó vulkáni kitörési fázisban nem csak fölfelé tódult ki a vulkáni hamu, hanem mint amikor kifut a tej a lábasból, oldalirányba is kicsapott a forró vulkáni hamuanyag és észak felé az Ukak folyó völgyében több mint 20 km távolságba jutott el. A több szakaszban lezúduló 11 köbkilométer térfogatú, azaz a Balaton víztérfogatának több mint ötszörösét kitevő, horzsaköves vulkáni törmelékár helyenként 200 méter vastagságban töltötte fel a széles glaciális völgyet. Az eltemetett folyó vize felforrt, átgőzölgött a vulkáni üledéken és ahogy a néhány évvel a kitörés után a helyszínre érkező National Geographic expedíció vezetője, Robert Griggs megjegyezte "ezernyi, sőt tízezernyi helyen" tört fel. Griggs ezért a Tízezer füst völgyének nevezte el ezt az újonnan kialakult helyet. A második kitörés szakaszban közel 5 köbkilométer mennyiségű magma tört a felszínre, azonban most már nem riolitos, hanem kisebb szilícium-dioxid tartalmú, kristályokban gazdag dácitos kőzetolvadék táplálta a vulkáni működést. Június 8-án délután pedig az utolsó szakaszban még 3,4 köbkilométer magma tódult ki, a kitörés egészen június 9. hajnalig tartott.

A Katmai-csoport előterében a 200 méter vastagon vulkáni hamuval kitöltött Tízezer füst völgye (balra). Forrás: G. McGimsey, USGS. Jobbra a vulkáni működés második és harmadik szakaszában a kitörés helyétől 4 km távolságban felhalmozódott 12 méter vastag hullott vulkáni hamuüledék. Forrás: Judy Fierstein és Wes Hildreth, USGS

Június 6-án éjjelén, azaz a vulkáni működés első napjának végén erős földlökések pattantak ki olyan erősek, amelyek nem jellemzőek vulkáni kitörés alatt. 24 óra alatt több mint 50 erős földrengés történt, közülük 10 érte el a 6-7 magnitúdót! Mindennek oka pedig az volt, hogy a Katmai tűzhányó teteje beomlott és egy 1 km mély, 5.5 köbkilométer nagyságú kaldera alakult ki. Ez az esemény sokáig megtévesztette a kutatókat, mivel ebből arra következtettek, hogy a vulkáni kitörés központja a Katmai vulkánon volt. Csak majd fél évszázaddal később, Garniss Curtis vizsgálatai nyomán derült ki, hogy a kitörés központja nem ott volt, hanem jó 10 km-rel arrébb ott, ahol azt megelőzően nem volt vulkáni felépítmény. A temérdek vulkáni anyag egy idős üledékes kőzetsorozatban kialakult hasadék mentén tört a felszínre. Az új vulkáni központ neve Novarupta (="új kitörés") lett. A Katmai alatt még évtizedeken keresztül pattantak ki további földrengések, a Tízezer füst völgyében pedig még 4 évvel később is olyan forró volt a vulkáni üledék, hogy rajta felforrt a víz, a fumarolák egy része pedig még 15 évig működött. A vulkáni működés végén viszkózus kőzetolvadék, a már kigázosodott maradék magma anyaga türemkedett ki a felszínre. Az egyik a Katmai kalderában bukkant ki, a másik az új kitörés helyén. Ez utóbbit egy robbanás szétvetette, de nem sokkal később egy újabb lávakupac nőtt ki a helyén, a Novarupta riolit lávadóm, ami lezárta a kürtőt.

A 20. század legnagyobb kitörésének kürtője lezárva! A vulkáni működés végén egy 380 méter széles, 65 méter magas riolitos lávadóm türemkedett ki. Balra a lávalepény, jobboldalt pedig a hatalmas kőzetdarabokkal borított lávadóm belseje. Fotók: Lily Claiborne

A bejegyzés a várhatóan az augusztusi Természet Világában megjelenő cikk anyagából ad ízelítőt!

Novarupta-Katmai kitörés 100 éve: a 20. század legnagyobb vulkánkitörése!

1912. június 6-án, helyi idő szerint délután 1 órakor kezdődött a 20. század legnagyobb vulkánkitörése, ami a történelmi időkben (az elmúlt bő 2000 évben), zajlott ismert vulkáni működések között is olimpiai pontszerző helyen van, azaz mindenképpen az első hatban! A kitörés mindössze 60 órán keresztül folyt 3 fázisban, amelyeket néhány órás szünet választott el. A helyszín: Alaszka, ahol akkor elsősorban bennszülött, eszkimó alutiiq indiánok éltek. A térség csupán néhány évtizede, 1867-ben került az Egyesült Államok fennhatósága alá. A korábbi egy évszázadban azonban sok orosz települt a zord időjárású, azonban kiváló vadászterületre, az orosz hatást számos településnév őrzi. Alaszka lakossága akkor nem volt több, mint 50 ezer, sokan a 19. század végi aranyláz sodrásában érkeztek. Akkor nem jártak légterében sugárhajtású repülőgépek, a természet érintetlen szépségű volt, adta az élelmet, adta az öltözetet, adta az életerőt.
1912-ben a Földön már addig is számos fontos esemény történt: megalakult a Kínai köztársaság véget vetve a mintegy 2000 évi császári uralomnak, április 15-én elsüllyedt a néhány nappal korábban indult luxushajó, a Titanic, Montenegro hadba lépett Törökországgal szemben, kitört az első balkán háború... Ez év januárjában Scott elérte a Déli-sarkot és megdöbbenve tapasztalta, hogy megelőzték, a norvég Amundsen 35 nappal korábban már ledöfte zászlaját. A földtudományban mérföldkőként Alfred Wegener előterjeszti kontinensvándorlás elméletét, amit akkor lehurrognak, ki gondolta volna azonban hogy később a tudományterületet forradalmasító lemeztektonikai elmélet kiindulása született meg! A vulkanológia területe még szintén bölcsőben ring, azonban éppen egy évtizede vagyunk túl a Mt. Pelée tragikus kitörésén, aminek nyomán többen felismerték, hogy szükség van a tűzhányók közvetlen megfigyelésére és ennek nyomán 1912 januárjában Thomas A. Jaggar megalapítja a Hawaii Vulkán Obszervatóriumot.

Térdig vulkáni hamuban... Kodiak településen, 170 km-re a vulkántól mintegy 30 cm vastag vulkáni hamu halmozódott fel... Forrás: National Geographic fotó

Milyen volt ez a hatalmas vulkáni működés és milyen tanulságokat közvetít? Az elmúlt hetekben rengeteg dokumentumot gyűjtöttem össze a kitörésről. Lilly Clairborne a néhány éve készített felvételeit bocsátotta rendelkezésemre, Judy Fiersteintől, a vulkáni működés egyik legjobb ismerőjétől felbecsülhetetlen értékű szakmai anyagot kaptam, ami most már az interneten is elérhető, Noli kiváló képes beszámolója hűen tükrözi e különleges természeti értékű térség életében bekövetkező drámai eseményt, amelyről remek összeállítás jelent meg az Alaska Park Science Journal legfrissebb számában. A kitörésről, annak képződményeiről és a kitörést megelőző magmakamra folyamatokról készült tudományos cikkeket rutinszerűen használjuk kutatómunkánk során. A bükkaljai horzsaköves vulkáni képződményeket bemutató Élet és Tudomány cikkünkben is kitértünk már a Novarupta kitörés körülményeire.
A következő napokban több részben vizsgáljuk, mutatjuk be a Tűzhányó blogban a 20. század legnagyobb vulkánkitörésének legfontosabb mozzanatait, a Természet Világa augusztusi számában pedig egy összefoglaló cikkben olvashatnak majd a 100 éve történt eseményről. Kövesse a Tűzhányó blog írásait, vásárolja meg a Természet Világa folyóiratot, reméljük nem csalódik!

Mekkora is? A Novarupta kitörés során 12,5 köbkilométer magma került a felszínre, jóval több mint számos ismert nagy történelmi vulkánkitörés során. (1 köbmérföld /mi3/ = 4.17 köbkilométer) Forrás: Judy Fierstein in Alaska Park Science Journal

Vajon különleges volt-e a 100 éve zajlott vulkáni kitörés? Alapvetően a pliniusi-kitörések általános jellemzőit mutatta, azonban ha belemerülünk a részletekbe, akkor egy rendkívül izgalmas és tanulságos történet tárul elénk. Nem véletlen, hogy a modern vulkanológia és kőzettan vezető kutatói, mint Wes Hildreth és Judy Fierstein évtizedeket áldoztak e terület megismerésére. Miért is volt mégis ez a vulkáni kitörés oly különleges? Nos, nézzük:
1. Ez volt Észak-Amerika legnagyobb vulkánkitörése a történelmi időkben. 12,5 köbkilométer magma, mintegy 28 köbkilométer vulkáni anyag került a felszínre (ez a Balaton vízmennyiségének kb. 14-szerese...)!
2. A történelmi idők egyik olyan ritka vulkáni eseménye volt, amelyet kaldera-beszakadás kísért, azaz a sekély mélységű, kiürült magmatározó felső része beomlott és egy kör alakú, 4 km széles, 1 km mély üreg alakult ki a felszínen. A kaldera-beszakadást erős földrengések kísérték, köztük 14 db 6-7 magnitúdójú rengés.
3. Igen ám, de a kaldera-beszakadás nem a kitörési központ területén történt, hanem attól kb. 10 km-re! A kitörés központja nem egy ismert vulkánon volt, amiből van bőven a környéken, hanem egy üledékes kőzetekkel fedett területen, azaz ott nyílt meg a föld, ahol a legkevésbé várnánk...
4. A történelmi idők azon kevés vulkánkitörésének egyike, amelynek során nagy szilícium-dioxid tartalmú, riolitos magma robbant a felszínre. További különlegesség, hogy a kitörés során hatalmas mennyiségű (kb. 11 köbkilométer térfogatú) horzsaköves vulkáni törmelékár üledék (ignimbrit) rakódott le, mégpedig szárazföldön (a Tambora és a Krakatau kitörése során ez a típusú vulkáni üledék alapvetően tengervíz alatt halmozódott fel). Az ignimbrit egy folyóvízi völgyet teljesen feltöltött, egyes helyeken közel 200 méter vastagságban!
5. A kilövellt vulkáni hamu kelet-délkelet felé terjedt és rövid idő alatt egészen Afrikáig sodródott. A kitörést követően globálisan visszaesett az átlaghőmérséklet az északi földtekén. Ennek oka, azonban nem a magas légrétegekbe jutó kénes gáz volt, hanem a légkörbe jutó hatalmas mennyiségű halogenid gázok (klór, fluor stb.) voltak.
6. A kitörésnek közvetlenül egyetlen halálos áldozata sem volt, azonban jelentős rombolást végzett a növény- és állatvilágban.
7. A kitörést nem egy szűk kémiai összetételű magma táplálta, a vulkáni képződményekben a riolittól a kisebb szilícium-dioxid tartalmú dácit és andezit kőzetig minden előfordul. Sőt, sok esetben ezek egy kőzetdarabban is megfigyelhetők, ahol sávokban váltakozik a riolit és andezit magma anyaga. A magmakamra folyamat tehát igencsak bonyolult volt és abban nem csupán egy magmatípus vett részt.
8. A kitörés nem a magmatározó felett zajlott, hanem attól kb. 10 km-re, azaz a kőzetolvadék először oldalirányba mozgott el, majd vette az irányt a földfelszín felé.
9. Az első értékelések szinte mind tévesek voltak vulkanológiai szempontból és csak évtizedekkel később sikerült feltárni a kitörés pontos eseményeit. Az első expedíció a vulkáni működés után 3 évvel érte el a területet. A National Geographic küldetésében érkezett, Robert F. Griggs botanikus által vezette csapat több alkalommal látogatott el a helyszínre, ahol pazar látvány fogadta őket.
10. A robbanásos kitörés után 3 viszkózus lávadóm türemkedett ki a felszínre, közülük egy maradt meg csupán, a 380 méter széles, 65 méter magas Novarupta lávalepény.

Ahogy Griggs meglátta a Novarupta kitörés vidékét: "...száz, ezer, nem... tízezer füst szállt fel..." Forrás: National Geographic fotó

A vulkáni törmelékanyaggal feltöltött folyóvölgy most... A Tízezer füst völgye. Forrás: Judy Fierstein

Sorolhatnánk tovább a különlegességeket, de talán ezek is elegendőek, hogy belemerüljünk egy hatalmas vulkáni esemény rejtelmeibe, amelynek során körvonalazható, hogy miképpen zajlanak az igazán nagy vulkánkitörések. Mert egy ehhez hasonló akár a 21. században is bekövetkezhet és ki tudja hol, akár sűrűbben lakott területhez közelebb. Jobb ha felkészülünk minderre és nem a szupervulkánok távoli jövőbe mutató lehetőségeinél kell leragadnunk...

Folytatása következik hamarosan... Kövesse centenáriumi sorozatunkat, látogasson el a következő napokban is a Tűzhányó blogra! Következő rész: Hogyan zajlott le a vulkáni kitörés?