Yellowstone: dilemma?

  Ismét a hírek között a Yellowstone vulkán. Az Amerikai Geofizikai Unió éves konferenciáján bemutatott eredményekről egy BBC cikk is beszámolt. Sajnos az eredeti - az AGU konferencián elhangzott - anyagot nem volt módom elolvasni. Most azonban nem is az eredményről szeretnék beszélni, talán arról majd Szabi részletesebben beszámol, ha ideje engedi. Röviden arról van szó, hogy az szeizmikus adatok újabb feldolgozása alapján a Yellowstone kaldera alatt 2.5-szer nagyobb méretű magmatározó rendszer van, mint azt korábban gondoltuk. Pontosabban, Robert Smith professzor is megjegyzi, hogy mindig is nagyobbnak vélték, mint amit a számítások mutattak.

Kép 1. balra fent: Átalakult riolit lávafolyások a yellowstone-i Grand Canyonban. jobbra fent: A Sheepeaters sziklafal bazalt oszlopai. Egykori bazaltos lávafolyás emléke. alul középen: A Huckleberry ridge tufa összesült egységének feltárása a Golden Gate-nél. A 2.1 millió évvel ezelőtti szupervulkáni kitörés terméke. Forrás: USGS

   A sajtóban megjelent cikkek visszafogottabbak, mint korábban, akár fejlődésként is értelmezhetjük, hogy végre megnevezik azokat a kutatókat - ha nem is mindet-, akiknek az eredményeiről beszámolnak, de azért még lenne mit javítani. Továbbra sem sikerül kitörni - az egyébként teljesen fölösleges- szenzációhajhász mondatok világából, min pl.: óriási a Yellowstone alatti szupervulkán /Ez a mondat már önmagában is értelmezhetetlen szakmailag. A Yellowstone alatt nincs szupervulkán. Maga a Yellowstone kaldera és a hozzátartozó mélybeli magmatározó rendszer a tűzhányó./ Miért nem elég annyit közölni, hogy az új adatok és XY számításai alapján a Yellowstone magmatározója 2.5szer nagyobb, mint azt eddig gondolták (Az egy másik kérdés, hogy mi az adat és ez az új térfogat, amit megadtak miből jön. Általában az adatok fontosságáról és értelmezésének problematikájáról, már korábban is írt Szabolcs egy nagyon jó bejegyzést. Ezt mindenkinek ajánlom, mielőtt tudományos/földtudományos híreket olvas.). Ez már önmagában is nagyon izgalmas eredmény és felesleges mellé tűzni a kliséket, hogy: ..ha a yellowstone-i vulkán ma kitörne, annak katasztrófális hatása lenne. Nincs szükség arra sem, hogy bizonytalanságot tápláljunk az olvasókba. pl.:...a kutatók sem biztosak abba, hogy kitör-e még egyszer a vulkán....vagy, egyesek szerint régóta esedékes egy ilyen kitörés. A tudósok nem bizonytalanok, hanem megfontoltak, de nem azért mert nincs képességünk megítélni a Yellowstone állapotát, azt kitűnően ismerjük. A megfontoltság bizonytalanságnak tűnhet az avatatlan fülnek, a mai világban azonban kénytelenek vagyunk óvatosan és talán kétértelműen fogalmazni, mert gyors az információ áramlás és nagy a "költői" szabadság. Ki merne teljesen egyértelműen mondani bármit, ha egy olyan vulkánon dolgozna, amelyiknek akkora kitörései is voltak, hogy az USA nagy részét beterített a tefra. A magmakamráról gyűjthető adatok alapján azonban azt látja, hogy a magmatározóban nincs kitörésre képes kőzetolvadék, csak kitörni képtelen kristálygazdag magma. Látszólag akkor a helyzet világos nincs magma ami kitörjön, akkor nincs miért izgulni. Ez igaz is a jelenben, de egy kutatónak az is a feladata, hogy feltegye a kérdést, mit hoz a jövő? Mennyi idő alatt és hogyan alakul ki egy újabb kitörésre képes magmacsomag? Elkezdődött ez már? Esetleg vége? A Yellowstone magmatározója már a végét járja? Ilyen a kérdésekre keressük  a választ. Az a megfigyelés, hogy most minden nyugodt (-nak tűnik), nem jelenti azt, hogy ez az állapot örökké fenn kell, hogy maradjon. A geológiában mindig az időtényező adja a nehézséget. Mi napról napra rögzítjük két-három évtizede a tűzhányó rezdüléseit, de mindez szinte egy percet sem rögzít a több millió éves vulkán történetéből. Arra kérdésre viszont egyértelműen tudunk válaszolni, hogy túlhordott-e baba, vagyis esedékes-e már egy újabb kitörés, ez egyszerűen badarság, ebben a formában ez értelmezhetetlen. Habár a Yellowstone területén a szupervulkáni kitörések - 3db ilyen eseményt ismerünk - nagyjából 700ezer évenként követték egymást - és talán még lesznek is a jövőben ilyen nagy kitörései -, de ez nem azt jelenti, hogy a következő kitörés mindenképpen szupervulkáni lesz (miután a legutolsó ~650ezer éve volt). A Yellowstone életében számos kitörés volt ezek mellett, és sokkal gyakoribbak a kisebb térfogatú gyakran effuzív kitörési epizódok /kép 1/, amikor a magma robbanás nélkül, esetleg kis erejű robbanásokkal kerül a felszínre. Sőt, Robert Christiansen és munkatársainak tanulmánya alapján a hidrotermás kitörések /kép 3/ (pl.: gejzírek /kép 2/) valamint a mérgező gázömlések jelentik a legfőbb veszélyt a Yellowstone területén, és egy nagy térfogatú kalderaformáló kitörésnek van a legkisebb esélye.

Kép 2. A Castle gejzír. Jelenleg az egyik fő veszély forrást a Yellowstone parkban a váratlan hidrotermás kitörések jelentik. Forrás:wikipedia

Egy nagy térfogatú kalderaformáló kitöréshez ugyanis nagyon különleges helyzet kell, hogy fennálljon a magmatározóban. A tűzhányók alatti magmatározó rendszerről alkotott képünk nagymértékben változott meg és változik manapság. A korábbi modell, -  amely azt sugallja, hogy egy a vulkán alatti olvadékkal kitöltött üreg táplálja a kitöréseket, amit magmakamrának neveztünk (és nem "kamrának") - mára gyökeresen megváltozott. A tűzhányók alatti magmatározót ma már úgy modellezzük, mint egy kőzetszivacsot. A tűzhányó alatti magmatározó rendszert kristályokban gazdag magma un. kristálypép tölti ki és a szemcseközi térben foglal helyet az olvadék (kristály:olvadék=~7:3, ~8:2). A nagy térfogatú kalderafolrmáló kitörések feltétele, hogy geológiai skálán mérve rövid idő alatt, ebből a kristályos pépből olvadék gazdag magma (kristály:olvadék=~1:9,~2:8) "préselődjön ki" és halmozódjon fel. A jelenlegi ismereteink szerint éppen ez az, ami hiányzik a Yellowstone alatti magmatározóból, - ezzel kapcsolatban Szabolcs egy 3.5 ezelőtt megjelent  bejegyzésében olvashatnak még részleteket - vagyis a (szupervulkáni) kitörést táplálni képes nagyobb tömegű kristályszegény kőzetolvadék.

 Kép 3. Az 500 m átmérőtt is elérő Indian tavacska egy 3000 ezer évvel ezelőtti hidrotermás erupció nyomát őrzi. Fotó: Jim Peaco 2001, Forrás: Christiansen és mtsi. 2007

  Hozzá kell még tennem, hogy a vulkanológia egy dinamikusan fejlődő tudomány, amely az elmúlt évtizedekben komoly eredményeket ért el a vulkánkitörések előrejelzésében (gondoljunk csak a Merapi 2006, 2010-es vagy a Pinatubo 1991-es kitöréseire). /megj: Erre persze rögtön mondhatná valaki, hogy ugyan kérem, itt van az Etna esete. Október vége óta, ahány kitörése volt, annyi módon zajlott le a paroxizmális kitörési epizód, és senki nem jelezte előre például, hogy a november 23. epizód subpliniuszi erősségű lesz. Igen. Ezt el kell ismernünk. Korábban már hoztam azt a hasonlatot, hogy a vulkánkitörések előrejelzésében ott tartunk, ahol az orvosok a gyermek születések előrejelzésében. Az esemény bekövetkezését és az esetleges bonyodalmakat jól fel tudjuk vázolni, de akár csak az orvostudomány a vulkanolgóia is reaktív nem proaktív, ugyanakkor a reakciók szerencsére gyorsak, akárcsak az orvostudományban, ami segít a minimumra szorítani a károkat. Érdemes még megjegyezni, hogy mi vulkanológusok sokkal kevesebb esettanulmányból dolgozunk, mint az orvostudomány./ Ha a Yellowstone nagy kitörésre készülne, akkor annak véleményem szerint képesek lennénk detektálni a jeleit. Abban szerintem minden vulkanológus kolléga egyetért, hogy azon tűzhányók, amelyekkel a média "riogatni" szokta az olvasókat (Yellowstone, Vezúv, Mt St. Helens), korszerű műszerekkel folyamatos megfigyelés alatt állnak és minden lélegzetvételüket detektáljuk, ha készülnének valami igazán nagy durranásra azt látnánk előre. (Sőt, ma már bárki a karosszékéből is figyelheti az interneten közzétett adatokat, képeket.) Ennél sokkal izgalmasabb kérdés, az amit Szabolcs szokott hangsúlyozni. Vagyis megtalálni azt/okat a tűzhányót/ókat, amely/ek a jövőben képes/ek nagy erejű kitörésre, de jelenleg még a nevét/üket sem tudjuk. De nehogy azt gondolja bárki is, hogy ebben a kérdésben a sötétben tapogatózunk. Ebben kérdésben is elindult a vulkanológus társadalom és a mi kutatócsoportunkban is ez az egyik kiemelt téma.

   A vulkanológusok tehát nem bizonytalanok. Ismerjük a Yellowstone állapotát. Tudjuk, hogy mik a fontos kérdések és dolgozunk rajta. Mert tudjuk, hogy: "Merre tovább vulkanológia..." (Harangi 2013)!

Szupervulkánoktól a megaszökőárig és a baljós mérföldkő

Sikamlós terület, ahol a szakembernek talán még nehezebb megállni, mint bárki másnak: mit mondjunk egy adott esetben, amikor kiderül, hogy lehetnek a Földön akár óriási vulkánkitörések, ahol benne van a pakliban, hogy egy sziget oldala bezúdul a tengerbe és hatalmas szökőárat indít el és természetesen ott van a mindennapokban elénk táruló kérdés, a globális felmelegedés és ennek oka. Az elmúlt napokban több ezekhez kapcsolódó hír jelent meg, a címeket olvasva bizony hátborzongató üzenettel: "Milliókat ölne meg egy óriás szökőár Európában", "Túlélhető-e egy óriás szökőár Európában?", "Óriás szökőár fenyegeti Európát?" és "Baljós mérföldkőhöz érkezett az emberiség" - Te jó ég, mit is mondjak ezek után gyermekeimnek, mi lesz a jövőjük? Előre jelezhetők a katasztrofális természeti események, és hol van a szakember felelőssége?

Mega-szökőár! Részlet a BBC filmjéből. Forrás: BBC

A legfrissebb hírt egy esetleges óriási szökőár (ún. mega-tsunami) kialakulásáról a BBC közelmúltban sugározott ismeretterjesztő filmje indította el, a film már megtekinthető a YouTube videomegosztón is. Peregnek a filmkockák, a szakembernek kissé lassan és őszintén szólva már némileg unalomba fullad a bemutató, amikor már vagy 16-szor érkezik a hatalmas vízfal a gyanútlan néző felé, persze a kérdés folyamatosan ott lebeg: mi ennek a valóságtartalma? Déjà vu-érzés fog el, bő egy évtizede hasonló élményt adott a szintén BBC által forgatott dokumentum film, ami először vetette fel a szupervulkánok létét. Meg kell jegyeznem azt is, hogy a mostani BBC film nem új dolgot tár a nézők elé. 2000-ben már forgattak egy filmet Simon Day brit geológussal, aki közzé tette friss megfigyeléseit, miszerint a Kanári-szigetekhez tartozó La Palma szigetének déli oldalán húzódó hegyhát olyan mértékben meggyengült, hogy egyszer nyugati oldala leomolhat és a tengerbe zúduló több köbkilométer térfogatú anyag hihetetlen nagy szökőárat indíthat el. A téma újbóli felvetésének aktualitása nem ismert, kérdés, hogy lesz-e ennek hasonló hatása, mint a Szupervulkánok c. dokumentum filmnek. Lehet vitatni az elnevezést, lehet vitatni az ezzel kapcsolatos félelemkeltés hullámot, azonban egy tény: a film felhívta a figyelmet a vulkáni működés esetleges katasztrofális következményeire és a vulkanológiában is felerősítette a nagy vulkáni rendszerek behatóbb vizsgálatát. Természetesen az alapkérdés az, hogy meddig lehet kordában tartani, meddig lehet tudományos alapon, józanul kommentálni ezeket a kis valószínűségű, de nagy impaktú természeti folyamatokat?

La Palma sziget déli oldalán egy meredek oldalú hegyhát (Cumbre Vieja) húzódik, amelynek központi gerincén vulkánok ülnek. Az olykor hasadékképződéssel is járó vulkáni kitörések gyengíthetik az instabil oldalt, ami a jövőben a tengerbe zúdulhat. Forrás: Bill McGuire és munkatársainak tanulmánya, jobbra a Cumbre Vieja vulkánokkal tagolt gerincének egy részlete

A jelenlegi tudásunk szerint vulkáni kitörésekhez kapcsolódó hatalmas hegycsuszamlások nem elképzelhetetlenek. A Mt. St. Helens 1980. május 18-i kitörése erre emlékezetes példát adott és átformálta a vulkanológusok ismeretanyagát is. Az ezt követő vizsgálatok kimutatták, hogy például az Andokban lévő magasba tornyosuló vulkánok mintegy 75%-a átesett hasonló katasztrofális hegyoldal leomlás folyamatán! Hasonló eredményre vezettek az óceáni vulkáni szigeteken zajló kutatások. Az Indiai-óceán területén található aktív vulkáni sziget, a Réunion délkeleti részén fekvő Piton de la Fournaise tűzhányón egy hatalmas karéjos sebhely látható, ami egy hatalmas lejtőösszeomlás során alakult ki. A hawaii Kilauea vulkánon nem véletlenül van két hosszú hasadékrendszer, a sziget délkeleti oldala éppen csúszik lefelé az óceánba. A Kanári-szigeteken pedig szinte minden szigeten volt már egy vagy több hatalmas lejtőösszeomlás. Ezek pedig óriási szökőárakat indíthatnak el. La Palma sem kivétel, itt azonban úgy tűnik éppen alakul ki egy ilyen helyzet, egy instabil lejtő kialakulása. Ehhez nyilvánvalóan hozzájárulnak a gerincen zajló vulkáni működések és az ehhez kapcsolódó magma felnyomulások repesztő hatásai. Nem kell azonban rögtön pánikba esni, ha esetleg a közeljövőben ismét lesz egy ilyen vulkánkitörés! Valószínűleg még hosszú időnek, sok-sok további repesztő eseménynek kell bekövetkeznie, hogy meginduljon a hegyoldal. Ennek előjeleit pedig vélhetően észlelni fogják a szakemberek! Egy biztos, az elmúlt vulkáni események ismétlődésének időbeli számadatai ebben nem adnak támpontot!

Balra: A Kanári-szigetel és Hawaii szigetek szinte mindegyike átesett már hatalmas lejtőösszeomlás eseményén. Forrás: Juan Carlos Carracedo, jobbra Fuerteventura szigetén egy egykori lejtőösszeomlás után visszamradt sebhely

Kis valószínűségű, de nagy impaktú, katasztrofális következményekkel járó természeti folyamatok: nem volt ilyen még az emberiség történetében, nincs példa ilyenre, nincs tapasztalat - akkor ilyen csak a fantáziában létezik, akkor ezek csak a tudósok elméletében jelennek meg? Nos, itt kell leszögezni: ahogy az előbbiekben bemutattam, ilyen események a Föld életében már számos alkalommal voltak és nincs kétség afelől, hogy ilyenek a jövőben is lesznek! Lesz majd szupervulkáni kitörés, lesz majd hatalmas hegyoldal beszakadással járó mega-szökőár! Az embereket természetesen az foglalkoztatja, hogy vajon a mi életünkben vagy gyermekeink életében fog ez bekövetkezni? Ha igen, akkor ez előrejelezhető lesz? Egyáltalán kell-e ilyen kérdésekkel foglalkozni vagy ezek nem többek, mint magazinok, hírportálok színes, meghökkentő, megborzongató híranyagai? A válasz nyilvánvalóan nem lehet egy egyszerű igen vagy nem. Nem lehet pontosan előrejelezni földrengést, nem lehet előrejelezni pontosan vulkánkitörést, nem lehet előrejelezni katasztrofális hegyomlást, de... ez nem jelenti azt, hogy nem érdemes ezekkel foglalkozni. Sőt, ez nem jelenti azt, hogy nem érdemes akár ilyen eseményekre is stratégiát kidolgozni! Habár nem lehet pontosan megmondani, hogy mikor, hol és mekkora vulkánkitörés lesz, azért ennél többet tud és tesz a vulkáni veszély előrejelzés, azért ennél többet tudnak a vulkanológusok. Számos példa van arra, hogy vulkanológusok pontos munkája és időben hozott döntéseik hogyan védték meg tízezrek életét! Jelen tudásunk szerint azt mondhatjuk, hogy igen, egy különlegesen nagy vulkánkitörés vagy akár egy lejtőleomlás előjelét is jóval az esemény bekövetkezése előtt már észlelhetjük és ha nem is napra pontosan, de előre látható lesz, ha egy ilyen esemény közeleg.
De mit tehetünk addig, amíg nincsenek ilyen közvetlen jelek? Ne is beszéljünk ezekről a lehetséges folyamatokról? De, szükséges és úgy vélem, hasznos a BBC ebbéli tevékenysége is! Azonban néhány dolgot látni kell: (1) Ne higgyünk a hírmagazinok szalagcímeinek! Ezek az esetek nagy többségében sajnos a félelemkeltésre, a borzongáskeltésre irányulnak, mert így lesz jól eladható a hír. (2) Ne a hírmagazinokban megjelenő kommentárok befolyásolják döntéseinket! Senki se mondja le például az esetlegesen tervezett La Palma útitervét és véletlenül se mondja le senki bármelyik Kanári-szigetekre tervezett útját! (3) Látni kell azt is, hogy az emberek nagy többségének földtudományi ismerete nem elegendő ahhoz, hogy az ilyen híreket átlássa, megértse. Látni kell azt, hogy a földtudományok, beleértve többek között a geológiát, geofizikát és természetföldrajzot is olyan ismeretek közvetítenek, amelyek nélkülözhetetlenek a mindennapokhoz, amelyek nélkülözhetetlenek ahhoz, hogy a természettel békében tudjunk élni és akár természeti katasztrófákra is megfelelően fel tudjunk készülni! Tisztelt döntéshozók, fogadják ezt végre el és kerüljön több geológia, több geofizika, több természetföldrajz és egyéb földtudomány a közoktatásba! (4) Végül látni kell azt is, amit már többször elmondtam, miszerint szűklátókörűség csak a legnagyobb katasztrófát okozó eseményekkel foglalkozni, mintha csak ezek veszélyeztetnék az emberiséget. Számos olyan potenciális természeti veszély, ezen belül vulkáni veszély is van, aminek megértése, aminek kommunikálása talán sokkal fontosabb, mert bekövetkezési valószínűségük jóval nagyobb, mint a fentiekben leírt eseményeké, hatásuk pedig nem lebecsülendő. Az pedig, hogy ez mely generáció életében fog bekövetkezni, azt nehéz megjósolni, mint ahogy senki nem gondolta volna a XIX. század elején, hogy egy vulkánkitörés alaposan felforgatja világot.

Balra a széndioxid levegőbeli koncentráció növekedése a Mauna Loa Obszervatórium mérései alapján. Forrás: Scripps Institution of Oceanography, jobbra pedig a globális átlaghőmérséklet változása 1880 óta. Bár a felmelegedés ténye kétségtelen, az elmúlt jó 20 évben az erősen növekvő trend megállt annak ellenére, hogy a széndioxid-koncentráció folyamatosan emelkedik. Forrás: NASA

Végül, nem mehetek el szó nélkül egy másik rövidhír kapcsán sem, miszerint valóban baljós mérföldkőhöz érkeztünk? Úgy is megfogalmazható a kérdés: vajon a globális felmelegedésért biztos, hogy csak a széndioxid a felelős? Vajon, valóban van egy kitüntetett széndioxid koncentráció érték, ahonnan aztán nincs visszaút? Bár a levegő széndioxid-tartalma valóban monoton nő, ráadásul olyan mértékben, ami eddig nem volt tapasztalható, mégis, az elmúlt jó 2 évtizedben nem emelkedett ezzel párhuzamosan a globális átlaghőmérséklet. Úgy vélem, felelőtlenség azt is állítani, hogy egy adott koncentráció érték elérésének visszafordíthatatlan szerepe van. Nem lehet tehát CSAK a széndioxid-koncentráción keresztül megérteni a globális felmelegedés okát és NEM lehet CSAK a levegő széndioxid koncentráció értékét kihangsúlyozni, csak annak visszaszorítását szajkózni és ebbe milliárdokat fektetni, amikor a környezetvédelemről és klímaváltozásról van szó. A földi rendszer, a földi légkör jóval bonyolultabb annál, hogy csupán egy vegyület szerepét emeljük ki! Ezzel elveszítjük más fontos hatótényezőkkel való foglalkozást és lehet, hogy ezzel nagyobb kárt okozunk, mint amit gondolnánk.