A Tambora kitörésének 200. évfordulójára - tudósítás a berni konferenciáról - 2

Pontosan a mai napon, 200 évvel ezelőtt, 1815. április 10-én, késő este egy újabb hatalmas robbanás rázta meg a Tambora tűzhányót. A környék lakói még az 5 nappal ezelőtti jelentős vulkáni kitörés során mindent beborító vulkáni hamut igyekeztek eltakarítani és megnyugodtak, hogy a váratlan kitörés után ismét minden nyugodtnak tűnt. De nem! A tűzhányó másodszor is kopogtatott és elemi erővel zúdult ki belőle több tucat köbkilométer mennyiségű vulkáni anyag. "Rövid idő alatt a teljes Tomboro hegy mintha tűzben állott volna, lángnyelvek csaptak fel belőle, nem csökkenő dühvel tombolt." - idézte fel a történteket Sanngir fejedelme, aki csodával határos módon maradt életben.

"Három lángnyelv csapott fel, majd mintha a teljes Tomboro hegy tűzben állott volna". A berni konferencián Adjat Sudradjat, az indonéziai Padjadjaran egyetem professzora idézte fel a 200 évvel ezelőtt történteket.

Az erőteljes robbanásos kitörést követően néhány óra múlva a kitörési felhő összeomlott és mindent elsöprő piroklaszt-ár zúdult le a tűzhányó lejtőjén. Több mint 10 ezer ember halt meg azonnal, egyes településeket több méter vastag vulkáni hamu fedett be. A további következmények pedig az egész Földön katasztrofálisak voltak! A Tambora kitörése az egész világot megrengette. A Bernben ezen a héten, április 7. és 10. között tartott Tambora konferencia fantasztikus tapasztalatokat adott arra, hogy hol áll a tudomány egy ilyen ritka, de jelentős hatású természeti esemény megértésében. Az itt szerzett élmények, ismeretek feldolgozása még napokon keresztül meghatározza gondolataimat és minden bizonnyal meghatározzák majd a további kutatásainkat is.

Stephen Self volt munkatársaival az első, aki részletes vulkanológiai kutatás alapjánrekonstruálta és publikálta a kitörés lefolyását.

A konferencián a legkiválóbb klímakutató szakemberek, vulkanológusok, történészek gyűltek össze, ami eleve megadta a találkozó hatalmas szakmai rangját és jelentőségét. Az itt elhangzott eredmények, az élén viták nagyban elősegítik azt is, hogy számba véve és értékelve a 200 évvel ezelőtt történt eseményeket fel lehessen készülni egy jövőbeli globális kihatású vulkáni kitörés kezelésére. A konferencián két beszámoló (egy poszteres bemutató és egy előadás) összesítette a térségünket érintő hatásokat, amelyek sokak számára újdonság volt és amit Christian Pfister, a berni egyetem nemzetközi szaktekintélye, emeritus professzora a következőképpen kommentált:

Európában a Tambora kitörése következményeként az egyik legnagyobb mértékben sújtott terület a Kárpát-medence, Magyarország és környezete volt.

Mi történt Magyarországon 1815-1816-ban, milyen hatások érték a Tambora kitörése nyomán? Ezt mutattuk be poszteren és előadásban, az eredmények kiemelt figyelmet kaptak

Mindkét bemutató aláhúzta, hogy a Magyarország térségét különösen súlyosan érintő hatásban szerepet játszottak a korábbi nehéz évek is, azaz a lakosság már sokat szenvedett, a társadalom már különösen érzékeny volt, amikor elérkezett 1815 nyara, majd 1816, amikor még súlyosabb időjárási viszonyok jöttek és olyan extrém események, ami miatt tízezrek haltak meg. Kiss Andrea, a bécsi egyetem munkatársa hangsúlyosan mutatta be, hogy gyakorlatilag hónapokon keresztül vízben tocsogott az ország, Szegeden a Tisza 6 hónap folyamatos áradás után 1816. nyarán az egyik legnagyobb árvízét produkálta. A konferencián fontos volt jelenlétünk, hiszen szakmai eredményeinkkel, a térségünket érintő különleges időjárási viszonyok, a társadalmai következmények összefoglalásával, a Kárpát-medencéből első alkalommal közölt, 1200-ig visszamenő, éves felbontású dendrokronológiai idősor közlésével az egyik legrészletesebb dokumentált területi feldolgozást sikerült nyújtanunk a Tambora kitörésnek Európára gyakorolt hatásáról.

A Tambora kitörésének 200. évfordulójára - tudósítás a berni konferenciáról - 1

A Tambora kitörésének 200-dik évfordulójának alkalmából a svájci Bernben 2015. április 7. és 10. között zajlik egy nemzetközi konferencia, ahol többek között vulkanológusok, légkörfizikusok, éghajlatkutatók, történelmi környezetkutatók gyűltek össze, hogy összefoglalják a történelmi idők legnagyobb ismert vulkánkitörésének lefolyásáról, hatásáról és következményeiről rendelkezésre álló ismereteket, valamint mindezek alapján értékeljék azt, hogy milyen hatása lenne egy ilyen vulkánkitörésnek a jövőben.

Emlékbélyeg a Tambora kitörésének 200-dik évfordulójára

A konferencia első napján Stefan Brönnimann a Berni egyetem munkatársa nyitotta meg a rendezvényt a szervezők nevében. Brönnimann megvilágította azt is, hogy miért éppen Bernben tartják ezt a konferenciát. A vulkáni kitörés klimatikus hatása katasztrofális hatással volt Svájc lakosságára is, mellesleg a svájci Genfi-tó partján született meg Frankenstein története Mary Shelley írásában és itt írta Lord Byron apokaliptikus, az akkori környezetet hűen tükröző „Sötétség” c. versét is. Ezt követően Thierry Courvoisier, a Svájci Tudományos Akadémia elnöke köszöntötte a konferencia mintegy 100 részvevőjét. Megjegyezte, hogy 2015-ben van a svájci akadémia alapításának 200-dik évfordulója is. Az akadémia kezdeti kulcskérdései között szerepelt az is, hogy vajon mivel magyarázható az Alpok térségének különösen hideg klimatikus viszonya, ami részben a Tambora kitörésével volt magyarázható.

A Tambora 1815. áprilisi kitörése nyomán a pajzsvulkán felső 1000 méteres része eltűnt, helyette egy tátongó kaldera maradt. Fotó: Iwan Setiyawan és NASA Observatory

Az első nap Clive Oppenheimer, Stephen Self és Heryadi Rachmat foglalta össze a vulkánkitörésről rendelkezésre álló ismereteket. Érdekes módon meglehetősen kevés kutatómunka irányult a Tambora vulkáni működésére és magára az 1815-ös kitörésre. Ennek legfőbb oka, hogy a terület nehezen megközelíthető és nem túl biztonságos. Ennek ellenére, az egykori feljegyzésekből, akárcsak a Vezúv 79-es kitörését lejegyző ifjabb Plinius leveleiből kibontakozik a kitörés katasztrofális lefolyása. Oppenheimer átfogó előadásában rámutatott arra, hogy milyen érzékeny kapcsolat van a természeti folyamatok, például nagy vulkánkitörések, az éghajlat, az élelmiszer ellátás, a társadalmi reakció között és feszegette azt is, hogy vajon merre forgott volna a történelem kereke, ha néhány nagy vulkánkitörés nem következett volna be. Egy anomális vulkáni esemény láncreakció folyamatot indíthat el ebben a kapcsolatrendszerben, aminek megértése és minden aspektusának feltárása kulcskérdés a jövőre nézve. Steve Self hangsúlyozta annak fontosságát, hogy egyre pontosabban tudjuk megbecsülni a nagy vulkánkitörések során felszínre került magma mennyiségét és mindezek alapján előrejelzést tudjunk adni a különösen nagy vulkánkitörések ismétlődési gyakoriságáról.

1816 nyári hőmérséklet eloszlása az 1971-2000. évi átlaghoz képest. Forrás: NOAA

Susan Solomon az elmúlt évtizedek vulkánkitöréseinek éghajlati hatásáról mutatott be kutatási eredményeket, amelyekből kiviláglott, hogy a 21. század elején számos vulkánkitörés együttes hatása hozzájárult ahhoz, hogy nem emelkedett olyan mértékben a globális átlaghőmérséklet, ahogy azt a hivatalos tanulmányokban előzetesen jósolták. Mindezt figyelembe kell venni a jövőre vonatkozó éghajlatváltozási modellekben. Alan Robock azt mutatta be, hogy milyen veszélyeket jelent a sokak által javasolt és szorgalmazott emberi klíma beavatkozás, azaz globális éghajlatmérnökség (’geoengineering’). Maga az ötlet a vulkáni működés éghajlat módosító hatásából származik, azonban Robock számos példával érzékeltette, hogy mindebből mennyi kár származhat.
a konferencia folytatódik...

Erőteljes robbanásos kitörés az indonéziai Sangeang Api tűzhányón

Frissítés (június 2., hétfő 12:00):

A Sangeang Api kitörése jelentős mértékben gyengült hétfőre, de még mindig történik némi hamukiáramlás a kürtőből. A vasárnapi műhold képen jól látszik a vulkánkitörés hatása. A kitörési felhő összeomlása következtében lezúduló piroklaszt-ár (ez a lenti képeken jól kivehető) szürkévé változtatta a vulkán keleti oldalát.

Vasárnapi műhold kép a Sangeang Api tűzhányóról. Fotó: BNPB

Az erőteljes robbanásos kitörés következtében több tíz kilométer távolságban is problémát okozott a vulkáni hamueső. A hatóságok vasárnap 15000 szájmaszkot osztottak szét a vulkántól kelet-délkeletre fekvő szigeteken. Szerencsére a kis sziget lakatlan és az időszakosan ott tartózkodó farmereket is sikerült időben kimenteni, így áldozatokról nem érkezett jelentés. A vulkáni működésnek így inkább a közvetett hatása került előtérbe. A vulkáni hamut az uralkodó szelek délkelet irányba térítették el, ezért szombaton és vasárnap le kellett zárni több indonéziai repteret és nem szállhattak fel a repülőjáratok az ausztráliai Darwinból sem. Hétfőn részlegesen megnyitották a darwini repteret, de Baliba még mindig nem indulhatnak járatok. Felmerül persze a kérdés, hogy hogyan lehet az, hogy az Eyjafjallajökull 2010-es kitörése után még mindig nem sikerült megoldást találni arra, hogy egy vulkánkitörés esetében mit lehet kezdeni a légiközlekedéssel. A válasz persze valóban nem egyszerű, mint ahogy korábban egy vitacikkben is érintettem a kérdést. A gond a következő: A vulkáni hamufelhő nagy (>1000 km) távolságban valóban erősen kihígul és hozzávetőleg tudjuk azt a küszöbértéket, ahol még biztonságos lehet a repülés, azonban a légmozgások percek alatt megváltoztathatják a levegő hamukoncentrációját és így akár hirtelen előállhat egy repülésre veszélyes helyzet. Bár a repülőgép társaságok tesztelik az AVOID rendszert, ami egy radar segítségével határozza meg a repülőgép előtti hamukoncentrációt és ad így tájékoztatást, hogy merre lehet repülni, azonban úgy tűnik ennek hatékony alkalmazása még várat magára. Kérdés, hogy ez a berendezés mennyire tudja majd segíteni a repülést vulkáni hamufelhőben és egy adott jelzésre hogyan tud majd reagálni a pilóta? Vagy marad az egyszerű megoldás: villámokkal járó viharban ne szaladgálj a hegyen, azaz vulkáni hamuban nem érdemes repülni?

Balra: Május 31-i vulkáni hamufelhő terjedési modellje, jobbra pedig a következmény: mikor lehet repülni? Földön maradt utasok Kupang repterén. Forrás, balra: Devay Natamanggala; jobbra: Jakarta Post

Végül, van még egy érdekes aspektusa a vulkánkitörésnek. A kitörés során a vulkáni hamufelhő akár 20 km magasba is emelkedhetett, ami azt jelenti, hogy a vulkáni anyag feljuthatott a sztratoszférába is. A műhold mérések szerint (l. eredeti bejegyzés ábrája) a kitörés során nem kevés kén-dioxid gáz is a levegőbe jutott. Amennyiben a sztratoszférába is bekerült jelentékeny kén-dioxid gáz, úgy az kihathat a földfelszínt elérő napsugárzás mértékére. A kén-dioxid ugyanis a jelenlévő vízmolekulákkal reagálva kénsav aeroszolt képez és ez a sztratoszférában szétterülő aeroszol felhő visszaveri a napsugarakat és ennek következményeként csökken a felszín közeli átlagos hőmérséklet. A közelmúltban több tudományos munka foglalkozott azzal a kérdéssel, hogy mi lehet az oka annak, hogy a globális átlaghőmérséklet nem emelkedik olyan mértékben, mint ahogy azt például az IPCC jelentések előre jelezték. Ahogy azt egy korábbi bejegyzésemben már írtam (a Kelud kitörés hatásának elemzése végén), egyes kutatócsoportok felvetették, hogy ennek az oka az lehet, hogy az elmúlt bő évtizedben számos olyan vulkánkitörés volt, ami bár nem okozott olyan klimatikus hatást, mint legutóbb, 1991-ben a Pinatubo kitörés, azonban kisebb kén-dioxid kibocsátási adagokkal mégis hosszútávon mérséklő hatást gyakoroltak. Ráadásul e vulkáni kitörések közül több a trópusi területen történt (hasonlóan a Sangeang Api kitöréshez), ami szintén fontos elem a vulkánkitörések klimatikus hatásában. A trópusokon ugyanis a felszálló légáramlatok könnyebben viszik a magasabb légrétekbe a vulkáni gázokat és ott a levegőmozgás az aeroszol felhőt a sarkok felé téríti el. Ezért, a trópusi területeken lévő kitörések hatékonyabban módosíthatják a globális klimatikus viszonyokat. Az elmúlt évtizedben a mérések és a numerikus modellszámítások azt jelzik, hogy 2005-2006-ban a Manam, a Soufriére Hills és a Tavurvur kitörései jelentékeny kéndioxidot juttattak a sztratoszférába, a közelmúltban pedig a 2011-es eritreai Nabro kitörés során került nem kevés kéndioxid a magas légrétegekbe. Ezek mellett még legalább egy tucat vulkánkitörés történt, amelyek bár nem voltak nagyok, azonban együttesen annyi kéndioxidot produkálhattak, ami elég lehetett a hőmérsékletnövekedés kompenzálásához. Mindezt Benjamin Santer és munkatársai az idén februárban publikált tanulmányukban statisztikai tesztekkel és légköri adatok elemzésével is alátámasztották. Ezek a tanulmányok felhívják a figyelmet arra, hogy a klímaváltozás egy összetett folyamat, amiben több folyamat együttes hatása érvényesül. A politikusok asztalára is kerülő klíma előrejelzésekben ezek közül nem mindegyikkel számolnak és ebbe beletartoznak a vulkánkitörések is. A jövőbeli hőmérsékletváltozás előrejelzésben pedig nem hagyhatók figyelmen kívül a vulkáni folyamatok! Mindez természetesen a vulkanológusok számára is egy új 21. századi kutatási perspektíva!

Az elmúlt másfél évtized nagy vulkánkitörései és ezek hatása az éghaltra. Az alsó ábra mutatja a felszínközeli átlagos hőmérséklet változást. Forrás: Benjamin Santer és munkatársai publikációja

Eredeti bejegyzés (június 1., vasárnap 0:25):

Május 30-án, helyi idő szerint délután 3:55-kor hatalmas robbanás rázta meg az indonéziai Szunda-szigetek egy piciny, mindössze 13 km átmérőjű szigetén található Sangeang Api tűzhányót. A vulkán 1997-98-ban tört ki utoljára, azonban május elején az időszakos földrengésrajok és erőteljes kigőzölgések jelezték, hogy újabb kitörés várható. Május utolsó napjai azonban viszonylag nyugodtak voltak, ekkor még semmi nem utalt arra, hogy a kitörés napja már nagyon közel van. Május 30. hajnalán aztán egyre több földrengés pattant ki, a délelőtt 10 órai földrengés erőssége meghaladta a 4-es magnitúdót, ami a környező szigeteken is éreztek. Hat óra múlva aztán a vulkánkitörés robaja már pánikot is keltett a szomszédos Sumbawa szigeten, ahol a hírhedt Tambora vulkán fekszik. Nem sokkal később elképesztő, gomolygó vulkáni hamufelhő emelkedett fel a Sangeang vulkánból. A hamufelhő 15-20 km magasba jutott fel (kezdetben a jelentések még csak 3 km-es hamufelhőről írtak, de a Twitteren gyorsan terjedő felvételeken egyértelmű volt, hogy ennél jóval magasabbra emelkedett a vulkáni anyag).

Közel 20 km magasba emelkedő vulkáni hamufelhő egy piciny vulkáni szigetről. Fotó: Adam Malec

A hatalmas hamufelhő alján oldalirányban, a kitörési felhő részleges összeomlásának következtében gyorsan terjedő piroklaszt-árak söpörtek végig, amelyek közül volt, ami több mint 10 km távolságba jutott úgy, hogy több kilométert utazott a tengervíz felszínén. A hamufelhőt a magasban fújó szelek aztán kelet-délkelet felé sodorták, még 30 km távolságban is sűrű hamuhullást észleltek, majd másnap a már kissé felhígult hamuanyag már több mint 3000 km távolságban, Ausztrália északi és keleti részét is elérte, ahol le kellett állítani a légiközlekedést.

A hatalmas vulkáni hamufelhő alján (a képen jobbra) egy méretes piroklaszt-ár söpör végig a felszínen, a másik irányba pedig egy kisebb piroklaszt-ár indul el. Fotó: Sofyan Efendi

A mai napon aztán egy újabb robbanásos kitörés történt és még 24 órával a kitörés megindulása után is folyamatos a hamu kiáramlás. Szerencsére mindeddig áldozatokról nem érkezett jelentés, ahogy megindult a kitörés a szigeten tartózkodókat sikerült kimenteni, bár eltűntek még vannak. A tűzhányó egy alapvetően lakatlan szigeten található, ahová földműveléssel foglalkozók járnak át. A további vulkáni működés azonban teljesen elpusztíthatja a termést. A kitörés jelenleg is tart, a légkörbe jutó hamufelhő anyaga és a jelentős mennyiségű kén-dioxid gáz jól kivehető a műhold felvételeken:

A vulkánkitörés során légkörbe jutó hamuanyag és kéndioxid terjedése műhold felvételeken. Forrás: OMPS (felül) és MODIS (alul)

Nem hoz jégkorszakot még egy hatalmas vulkánkitörés sem!

Könnyű földtudományi témában „színes”, megborzongató hírt közreadni, hiszen hazánkban olyan mértékben háttérbe van szorítva a természetföldrajzi oktatás, földtani pedig egyáltalán nem létezik, hogy tulajdonképpen kontrollálatlanul jelenhet meg szinte akármi ebben a témában. Ehhez csak valahol a világban meg kell jelenni egy hírnek, hivatkozva mondjuk csak egyszerűen tudósokra vagy japán, brit, amerikai, esetleg éppen osztrák tudósra és akkor már igyekeznünk kell ezt a magyar médiába is átvenni. Így lesz aztán hátborzongató jövendölés szupervulkáni kitörésről, ráadásul Európa szívében, egy adott vulkán, mondjuk a Fuji küszöbön álló kitöréséről, a széndioxid egyedülálló szerepéről a klímaváltozásban és így tovább...
Nos, ezen a hétvégén sem maradtunk ilyen hír nélkül! Az MTI híradását több média átvette, természetesen hangzatos címekkel: „Hatalmas vulkánkitörést jósol a tudós”, illetve „Jégkorszakot hozhat egy hatalmas vulkánkitörés”. A hír alapja Wolfgang Vetters a Salzburgi Egyetem Geológiai és Paleontológiai Intézetének geológusának előadása a bécsi Természettudományi Múzeumban. A valósághoz hozzátartozik, hogy Dr. Vetters nem vulkanológus, mégcsak nem is vulkáni kőzetekkel foglalkozó szakember (egyébként a Salzburgi Egyetemen ismereteim szerint nincs is ilyen intézet, Vetters feltehetően a Földrajzi és Földtani tanszéken dolgozik), kérdés, hogy előadásában milyen módon és milyen adatok alapján érintette a kérdést.

A 74 ezer évvel ezelőtti Toba kitörés vizionálása a BBC ismeretterjesztő filmjében. Ez volt az elmúlt 100 ezer év legnagyobb vulkánkitörése, de ez sem indított el jégkorszakot!

Maga a hírről csak röviden:
1. Vulkánkitörés nem okoz jégkorszakot! Ismereteink szerint nem járt sem a Tambora 1815-ös kitörése (az a 14. és 19. század közötti ún. kis jégkorszak vége felé történt, a vulkáni működést követően 1816-ban nyár-nélküli év volt, de a hatás nem tartott tovább néhány évnél), sőt az elmúlt időszak legnagyobb vulkánkitörése, a Toba 74 ezer évvel ezelőtti szupervulkáni működése sem indított el jégkorszakot! Ugyancsak nincs bizonyíték arra, hogy akár a Yellowstone akármelyik hatalmas vulkánkitörése vagy a Taupo vulkáni terület nagy vulkánkitörései okoztak volna számottevő, évtizedes időléptékű változást a klímában! Nincs kétség afelől, hogy bizonyos vulkánkitöréseknek lehet hatása a klímára, okozhatnak globális hőmérsékletcsökkenést, azonban ez legfeljebb néhány évig tart és messze nem indítanak el jégkorszakot!
2. "A kitörést előre jelző földmozgások egyre gyakoribbak: ilyenek voltak az Indiai-óceán félelmetes cunamikat kiváltó rengései 2004-ben, valamint a 2011-es új-zélandi földrengés." idézik az osztrák geológust. Elnézést, de nem tudok mást mondani rá, hogy BADARSÁG! Nincs arra utaló adat, hogy a földrengések száma vagy erőssége növekedne, nem beszélve arról, hogy ezeknek SEMMI KÖZE nincs a vulkáni működéshez, ezek messze nem kapcsolódnak vulkánok alatti folyamatokhoz. Mindkét földrengés tisztán lemeztektonikai okokkal magyarázható, ezek nem indítottak be sehol sem vulkáni működést és nem fognak a jövőben sem!! Amennyiben lesz, mert lehet, nagyobb vulkánkitörés akár Indonéziában vagy Új-Zélandon, az nem e földrengések miatt fog bekövetkezni!
3. Ezt követően újabb idézet Vetterstől: "A földrengés azt jelenti, hogy a kontinentális kéregben feszültség lépett fel, amely bármikor okozhat vulkáni tevékenységet. Krisztus után 63-ban Pompejit földrengés rombolta el, 79-ben pedig kitört a Vezúv. A földkőzetek és a vulkáni aktivitás összefüggésének ez a leghíresebb, ám korántsem az egyetlen példája". Csak visszafogottan tudom ismét kommentálni: BADARSÁG! A vulkáni működés természetszerűen együttjár földrengéssel, de ez NEM jelenti azt, hogy a földrengésekhez egyértelműen vulkánkitörést kell társítani! Erre semmi, de semmi bizonyíték nincs, akárhogy is igyekeznek néhányan ezzel riogatni! A Vezúv esetében zajlott 63-as földrengés és 79-es vulkánkitörés között sincs egyértelmű kapcsolat! Kérem szépen, 16 év zajlott le a két esemény között, a térség alapvetően földrengés veszélyes tektonikai okokból is. A két esemény között ok-okozati összefüggés biztosan nincsen, azaz semmiféle példát, bizonyítékot nem jelent!
4. Végül, jön egy aktuális fordulat: "a kitörést követő kis jégkorszakban többet kell fűtenünk, ezzel megnő a szén-dioxid-kibocsátás is, hosszú távon a helyzet így csak romolhat". Huhh, azaz az emberi beavatkozás miatt ismét jön a felmelegedés és ebben ismét csak egyetlenegy gáz, mégpedig a széndioxid a felelős... Megmosolyogtató, hogy egy nagy vulkánkitörés vizionálása után miért is kell a széndioxid-klímaváltozás kérdés felé elhajózni, meggyőződésem, hogy mindaddig, amíg CSAK a széndioxid kibocsátás számlájára írjuk a klímaváltozást, addig nem fogunk előrelépni a globális felmelegedés megértésében!

Zárógondolatok: Úgy gondolom, hogy meg kell szólalni minden olyan esetben, amikor félretájékoztatás történik! Meg kell szólalnom akkor, amikor vulkánkitörésekkel riogatják a gyanútlan olvasót! Vulkánkitörések voltak, vannak és lesznek a jövőben is. Köztük voltak és lesznek olyanok is, amelyek jelentős hatást fejtenek ki a környezetre. Azonban, rendkívül károsnak tartom, ha szakmailag megalapozatlan hírek jelennek meg, amelyek téves képzetet okoznak az emberekben. Tudnunk kell, hogy a vulkánkitörések komoly potenciális veszélyt hordozhatnak, azonban ha folyamatosan badarságokat önt a média az emberek felé, akkor ez nem más mint népbutítás! Mi lenne, ha a hírekben kondenzor helyett kompresszort írnának, ha az almára körtét mondanának? Emberek, mi a Föld nevű bolygónk élünk! Ha nem ismerjük jól a természeti folyamatokat, ha mindezekről tévedésekkel teli hírek jelennek meg, akkor mit kezdünk majd egy minden bizonnyal valamikor bekövetkező, környezetre is kiható természeti eseménnyel, a döntéshozók mennyire lesznek képben, hogy ezek milyen hatással lehetnek a társadalomra, ezekre hogyan kell és lehet felkészülni? Társadalmunk egyik kétségtelenül nagy, és nem kellően felismert problémája, hogy egyre sebezhetőbbé válik a - nem kellően ismert - természeti folyamatokkal szemben (l. a 2 évvel ezelőtti eseményeket, amikor egy nem túl jelentős vulkánkitörés okozott némi káoszt Európában...)! Nos, szeretnénk valóban tudni mi vár ránk vagy boldogok vagyunk a meseszerű, hátborzongató badarságokkal?...

Egy vulkánkitörés, ami megrázta a világot: a Tambora kitörés évfordulójára

Indonézia ismét hallat magáról, ma először egy 8,7-es, majd nem sokkal később egy 8,2-es magnitúdójú földrengés pattant ki Szumátra északi végének közelében. Akkor, amikor egy másik jelentős természeti esemény (csapás) évfordulójára emlékezhetünk: 197 éve történt a történelmi idők legnagyobb ismert vulkánkitörése, ami megrengette a világot! A Sumbawa szigeten fekvő Tambora tűzhányó hosszú, egyes vélekedések szerint több mint 5000 éves szunnyadás, más források szerint több mint 1000 éves nyugalom után tört ki. Egy 4300 métes magas tűzhányó, amiről már azt gondolták, hogy sosem fog kitörni! Indonéziában a vulkánok többsége az Indo-Ausztrál kőzetlemez északi irányú alábukási övében helyezkedik el, azaz működésük közvetlen kapcsolatban áll a szubdukciós (lemez-alábukási) folyamattal. A Tambora e vulkáni ív mögött helyezkedik el és ez a különállás a vulkánt tápláló magma összetételében is tükröződik. Kőzetei káliumban jóval gazdagabbak, mint a vulkáni ívben lévőké.

A Tambora 6 km átmérőjű kalderájának impozáns képe . Fotó: Jialiang Gao, Wikimedia

A vulkáni kitörés előjelei mintegy 3 évvel korábban jelentkeztek, a földrengések azonban ezen a vidéken nem feltétlenül vezetnek be mindig vulkánkitörést. A lakosság így talán nem is gondolt arra, hogy a közelükben magasodó vulkáni hegy fog rövidesen aktivizálódni. Indonézia területe ekkor politikailag meglehetősen instabil volt, akkor éppen a britek vették át az ellenőrzést, de mindennaposak voltak a kisebb-nagyobb fegyveres összetűzések. Sir Thomas Stamford Raffles brit kormányzó a jávai Batáviában (a mai Jakarta) székelt és tőle származik a kitörés részletes, szemtanúk beszámolóin alapuló leírása. 1815 előtt a földrengések mellett már látható jelei is voltak az alvó vulkán ébredezésének. Kisebb-nagyobb hamufelhők jelentek meg a hegy csúcsa körül, amit kürtőtisztító freatikus kitörések eredményeztek. 1815. április 5-én azonban váratlanul egy teljesen másfajta kitörés kezdődött el, amiről Raffles a következőket írta:
"Az első robbanások április 5-én este hallatszottak és negyed óránként ismétlődtek egészen a következő napig. Úgy tűnt, mintha távoli ágyúdörrenések volnának. Yogjakartából egy katonai csapatot küldtek ki, hogy ellenőrizzék vajon nem felkelők indultak hadba, Sulawesi tengerparti kikötőjéből pedig a Benares hadihajó indult el, hogy a vélelmezett kalózhajók ellen felvegye a küzdelmet."
A robbanások hangerejét jelzi, hogy Batavia 1200 km távolságban volt a tűzhányótól, ami valamivel több mint Budapest és Brüsszel közti távolság. A vulkánkitörés során mintegy 25 km magasba emelkedett a vulkáni hamufelhő. Április 6. után azonban a tűzhányó megnyugodott, a kitörések abbamaradtak. Vége hát ennek a váratlan eseménynek, gondolhatták sokan, de nem ez történt! Április 10. este 7 órakor egy még nagyobb robbanásos kitörés történt. A hanghatás felülmúlta az 5 nappal korábbit, szemtanúk szerint a hegy "lángokban állt". Kezdetben három helyről (kürtőből) tört fel a vulkáni anyag, ami egy óra múlva egyesült és a kiszélesedett kráterből sűrű, sötét hamufelhő emelkedett fel mintegy 40 km magasba. Több száz kilométeres körzetben 3 napig sötét volt a hamueső következtében, "még délután 4 órakor is gyertyát kellett gyújtani". Este 10 és 11 között a 30 km-re lévő Sanggarban viharos szelet éreztek, ami fákat csavart ki. Valószínűsíthető, hogy ekkor omlott össze a kitörési felhő és pusztító piroklaszt-ár rohant végig a vulkán oldalában, robogott el több mint 20 km távolságba, majd zúdult be a tengerbe. A környező falvak mind elpusztultak. Haraldul Sigurdsson és munkatársai 2006-ban 3 méter vulkáni hamu alatt tártak fel egy eltemetett falu maradványait.

A "keleti Pompeji" szenesedett famaradványok között feltárul. Fotó: Haraldur Sigurdsson, URI

A piroklaszt-árak kialakulásával egyidőben a vulkán teteje beszakadt és egy 6 km széles, 650 méter mély kaldera alakult ki. A 4300 méter magas tűzhányóból 2850 méterre emelkedő hegy maradt, azaz a vulkán több mint 1000 méterrel alacsonyodott! Számítások szerint 150 köbkilométer vulkáni hamu jutott a felszínre, a piroklaszt-árak pedig 25 köbkilométer mennyiségű horzsaköves vulkáni hamut söpörtek szét a felszínen. Mindez megfelel 50 köbkilométer mennyiségű magmának (ez a Balaton vízmennyiségének 25-szöröse!)! Ráadásul mindez kevesebb, mint egyetlen nap alatt került a felszínre! Ahogy a piroklaszt-ár anyaga bezúdult a tengerbe, szökőár indult el és söpört végig a partvidéken még több mint 1000 km távolságban is! A vulkáni hamu több napon keresztül esett és 500 ezer négyzetkilométer területet fedett be.

A Tambora kitörés során felszínre került vulkáni hamu vastagság térképe. Forrás: Vulkánok c. könyv

Egy békés szigeten csupán néhány óra alatt megváltozik minden! Korábban ekkora kitörése nem volt a Tamborának, korábban évszázadokon keresztül nem történt semmi a tűzhányón! Néhány nap alatt közel 100 ezren esnek áldozatul a kitörésnek a vulkán közelében, a további hatások pedig...
Európa éppen a napóleoni háború megpróbáltatásait igyekszik kiheverni. Emberek tízezrei vándorolnak ki Észak-Amerikába egy jobb élet reményében. A reményt azonban hamarosan a sohasem tapasztalt megbolondult időjárás apasztja le. 1816-at a "nyár nélküli év"-ként tartják számon, amikor a nyári átlaghőmérséklet több fokkal volt alacsonyabb a szokásosnál, az évi középhőmérséklet pedig 0,4-0,7 fokkal volt kisebb az átlagosnál. Ez annyit jelentett, hogy sok helyen mág nyáron is havazott és fagy vitte el a termést, ami további súlyos következményekkel járt. Ködös, nyirkos idő, eső, a nyári nap helyett csupán derengő napfény szűrődik át a felhőkön - misztikus, kísérteties idő... 1816 nyara a Genfi-tó partján. Lord Byron, Percy Shelley, a kor ünnepelt költői, valamint Shelley felesége, Mary a rossz időre való tekintettel a négy fal között ragadva, német kísértethistóriákkal mulattatták az időt, majd kifogyva ezekből, Byron javaslatára versenyre keltek, ki írja a legfélelmetesebb rémtörténetet. Meglepetésre Shelley felesége nyert Frankenstein történetének megformálásával. Az ekkori időjárást hűen tükrözik Byron 1816 júliusában írt apokaliptikus versének ("Sötétség") kiemelt sorai is:

"Álmot láttam, s nem álom volt csupán.
Kihúnyt a fényes nap, s a csillagok
Az örök térben vaksin tébolyogtak…
…
Reggel jött, ment, jött – s nem hozott napot…"
/Tótfalusi István fordítása/

Észak-Amerikában a jobb és szerencsésebb élet reményében megindult a nyugati területek felfedezése, Európa pedig még évekig szenvedett az éhínségtől. Nem csak az emberek, hanem az állatállomány is megsínylette a terméskiesést. A kereskedelem összedőlni látszott, mert nem voltak erős igavonó állatok, nem volt erő a lovakban. A német Karl Drais 1817 júniusában mutatta be új találmányát a velocipédet, azaz a "hobby-lovat", a lábbal hajtható kétkerekű járgányt, a bicikli előfutárát. Talán még a bicajt is egy vulkánkitörésnek köszönhetjük? Bár e közvetlen összefüggés erősnek tűnik, de valami kapcsolat azért mégiscsak tetten érhető...

A bicikli őse, a velocipéd a Tambora utáni megzavarodott időjárási körülmények és a kapcsolódó társadalmi nehézségek közepette született meg...

Sorolhatnánk még tovább az embert próbáló, vagy éppen a művészetekre ható következményeket, az 1816-ban Indiából kiinduló kolerajárványtól kezdve Turner festészetében megfigyelhető hirtelen irányváltásig. Mindennek hátterében pedig alapvetően egy távoli vulkánkitörés állt (ehhez egyesek szerint hozzájárulhatott még az is, hogy ugyanekkor volt egy erős naptevékenység). A Tambora kitörése során 200 millió tonna kéndioxid került a levegőbe, ennek nagy része pedig a sztratoszférába, ahol kénsav aeroszol felhőt képezett. Ez az aeroszol felhő éveken keresztül visszaverte a napsugarakat, ezzel csökkentve a felszíni hőmérsékletet. Az időjárás megbolondult és ehhez nem volt könnyű alkalmazkodni, főleg egy amúgy is nehézségekkel küzdő társadalomban vagy egy éppen csak kialakuló, törékeny társadalomban. De vajon hogyan reagálna erre egy modern, technológiailag fejlett társadalom? Vajon előre jelezhető lenne egy ekkora kitörés napjainkban? A hosszú ideje alvó tűzhányók - vajon mindegyikben benne van a pokoli időzített bomba? Ennek megválaszolása minden bizonnyal a vulkanológia egy nagy kihívása, azonban egy biztos, pontosan előre jelezni a jövőben sem lehet egy ilyen nagy kitörést! A társadalom azonban felkészülhet rá, legalább ismeret szinten, mert ilyen kitörés a jövőben is lesz, egyes számítások szerint ebben az évszázadban kb. 20-25%-os eséllyel, ami azért nem kevés...

Egy vulkán felébredt... 30 éve volt az El Chichón kitörése

A történelmi időkben zajlott nagy vulkánkitörések többsége olyan tűzhányón történt, ami működését megelezően évszázadok, esetenként évezredek óta szunnyadt. A Pinatubo 1991 júniusi kitörése előtt 450 évig nem működött, a montserrati Soufriére Hills tűzhányó szintén nyugodt volt mióta a sziget benépesedett, a Tambora közel 5000 évig szunyókált, a chilei Chaitén 2008-ban pedig 9000 év után ébredt fel. A vulkanológusok számára ma már egyre inkább világossá válik, hogy a következő évszázad nagy és potenciálisan akár klimatikus hatással járó és így globális kihatású kitörését nem feltétlenül egy jól ismert tűzhányó fogja szolgáltatni, hanem esetleg egy olyan, aminek talán most még a neve sem ötlik fel. Ilyen potenciálisan aktivizálható "szunnyadó bomba" van bőven: az észak-amerikai Cascades vonulatában méltóságteljesen emelkednek ki olyan gyönyörű hegyek, mint a Glacier Peak (utoljára vélelmezhetően 1700-ban tört ki, magmája a Mt. St. Helenshez hasonló dácit), a Mt. Shasta (utoljára 1786-ban működött), a Mt. Hood (bizonyíthatóan 1865-ben tört ki utoljára), a Mt. Baker (1880-ban működött utoljára), a Rainier (szintén az 1800-as évek végén működött utoljára), és a több mint 1000 éve alvó vulkánok, mint a Mt. Adams és a három Sisters, aminek felszíne egyértelműen emelkedik vagy a több mint 3000 éve csendes, de egykor nagy kitöréseket mutató Crater Lake. Ezek a tűzhányók esetenként közel vannak sűrűn lakott területekhez, azaz egy váratlan ébredés akár katasztrofális hatású lehet. Hasonlóan hosszú ideje alvó vulkán tucatjával található a dél-amerikai Andokban is, ahol a bolíviai Uturuncu az elmúlt 20 évben 50 centimétert emelkedett, feltehetően mélybeli magma felnyomulás miatt. Egyes szakemberek szerint ez a felszíni deformáció akár szupervulkánokra jellemző magmatérfogatot is jelezhet. A potenciálisan élő vulkán - figyeljünk! - 270 ezer éve nem tört ki!
A jövő kulcsa a múltban van, mondhatjuk a vulkáni működésre is. Számos olyan kitörési esemény van, amelyből tanulhatunk és amelyeket használhatunk arra, hogy felkészüljünk egy valamikor bekövetkező hasonló történésre. 30 évvel ezelőtt is valami ilyesmi zajlott...
Mexikó déli részén, a Chiapas területen az 1970-es években egy erdővel sűrűn borított kis kúp emelkedett ki a békés természeti környezetből: az El Chichón.

Egy békés, sűrű erdővel borított vidék a mexikói Chiapas indiánok földjén az 1970-es években... - Egy emlékezetes, katasztrófális kitörés jövőbeli színtere. Forrás: www.geographic.org (balra) és Tilling 2009-es tanulmánya (jobbra)

1982 végére pedig már így nézett ki a táj:

Az El Chichon 1982. április első napjaiban: mintegy 100 négyzetkilométeres területről hiányzik az erdő, a hegy helyén pedig egy 1 km széles mély kráter tátong, aminek a belsejében egy zöls tavacska jelent meg. Forrás: http://www.sijhi.com

Az El Chichon vulkáni hegyét az 1980-as évek elején is már inaktív vulkáni kúpnak tartották. Valóban, a tűzhányó utoljára bizonyíthatóan 1360-ban működött, jóllehet akkor egy igen nagy, VEI=5 nagyságú kitörést produkált. Azonban a vulkán ember emlékezet óta nem működött. Ha nem működött, és békésnek látszik, akkor mi ok feltételezni, hogy kitörhet? - kérdezhette volna akkor bárki is. Igen, a kitörés váratlanul történt, nem sokan tudták, hogy egykor a vulkán jóval gyakrabban működött és sok nagy kitörése is volt.
1982. március 28-án közel éjféltájt, azaz pontosan 30 éve, a békés hegy váratlanul felrobbant! Váratlanul, de nem előzmények nélkül. 1980. óta a hegy körül lakók már éreztek kisebb-nagyobb földlökéseket, de ez Mexikóban nem ritka. Közvetlen vulkán megfigyelés pedig nem volt a hegy térségében. A kitörés mindenesetre gyorsan és hirtelen következett be. A 20 km magas kitörési felhőt eredményező robbanásos vulkáni működés hajnal 6-ig tartott. Sűrű vulkáni hamueső hullott a környékre, több ház teteje beroskadt, az utak járhatatlanokká váltak. Nem kétséges, hogy az éjjel váratlanul jött kitörés hatalmas pánikot keltett a lakosságban és az emberek menekültek amerre láttak! Ez a kitörés lerombolta a korábbi vulkáni működés során felépült lávadóm kiemelkedést és egy széles robbanásos kráter alakult ki.
A következő héten a kitörés kisebb megszakításokkal folytatódott, de jóval kisebb erővel, mint az első éjszakán. Az emberek nem tudták mit tegyenek? Túl vannak már a nehezén, kiadta az alvó vulkán a mérgét? Nem, nem ez történt, ahogy az a Tambora 1815-es kitörése során is előfordult, a "postás kétszer csengetett"... Április 3-án este felé, fél 8-kor, majd április 4-én hajnalban újabb hatalmas robbanás rázta meg a környéket. Bár ezek a kitörések nem tartottak többet két óránál, mégis ezek mérték a halálos csapást a környéken élőkre! A magasba nyúló vulkáni hamufelhő alja összeroskadt és szédítóen gyors vulkáni törmelékárak rohantak le a környező völgyekben, elsöpörve számos települést 5-10 kilométer távolságban is, és több mint 2000 ember halálát okozva! A robbanásos kráter kiszélesedett és egy 1 km széles, 230 méter mély mélyedés jött létre. Az egykor zöldellő tájat több centiméter vastag szürke vulkáni hamu borította. Ez volt Mexikó legsúlyosabb, vulkáni kitöréshez kapcsolódó tragédiája! A következmények azonban ennél nagyobb távolságban is éreztették hatásukat!

Francisco León városa 1982 előtt és után... A kitörési helhőből lezúdúló vulkáni törmelékes torlóár pusztítása. Forrás: Tilling 2009-es tanulmánya

Az El Chichon magmája kénben igen gazdag volt, hasonlóan a fülöp-szigeteki Pinatubo 1991-ea dácitos magmájához. A vulkáni kitörés során számítások szerint több mint 7 millió tonna kén-dioxid jutott a levegőbe egészen a sztratoszférába. Ott a vízgőzzel reagálva kénsav aeroszol szemcsékból álló felhőt alkotott, ami visszaverte a napsugarakat. Az érezhető globális lehűlést valószínűleg csak az ugyanebben ez évben beköszöntött El Niňo felmelegedés kompenzálhatta némileg. A kéngazdag vulkáni hamufelhő a magasban nyugati irányba sodródott és 3 hét alatt megkerülte a Földet!

Az El Chichón vulkáni hamufelhőjének terjedése.

Ez a vulkáni működés alapjaiban változtatta meg a vulkáni kitörések klimatikus hatásáról addig alkotott nézetet. Addig a légkörbe jutó pici vulkáni hamuszemcséknek tulajdonították a a hőmérséklet visszaesést, az El Chichon 1982-es kitörését követően azonban már légi mintagyűjtéssel kimutatták a kénsav aeroszolok jelenlétét a légkörben és világossá vált, hogy a kénsav aeroszol felhő kialakulása a felelős a vulkáni kitörésekhez kapcsolódó klimatikus hatásért!

Nyugtalanság jelei az indonéz Tambora tűzhányón!

A szicíliai Etna újabb, 12. paroximális kitörése után most ugorjunk egy sokkal távolibb területre, a vulkánokban bővelkedő Indonéziába! Az Indonéz Vulkanológiai Intézet 2011. augusztus 30-án, kedden zöldről (nyugalmi állapot) sárgára (készültségi állapot) emelte a riasztási fokozatot Indonézia egyik leghíresebb tűzhányóján, a Tamborán (mely Sumbawa szigetén található). A tűzhányó nevét említve valószínűleg minden vulkánkedvelőnek az 1815-ös Tambora kitörés jut eszébe, mely a történelmi idők legnagyobb vulkánkitöréseként ismert. Ez a VEI=7-es erősségű kitörés (a vulkáni hamufelhő magassága>25 km) olyan sok kén-dioxidot juttatott a sztratoszférába, hogy globális lehűlés következett be (a globális átlaghőmérséklet 0,3-0,7 Celsius fokot csökkent a következő évben), és az 1816-os év "a nyár nélküli évként" vonult be a történelembe az egész Földön. Azt azonban már kevesebben tudják, hogy az 1815-ös nagy kitörés óta a Tamborának még legalább 3 kisebb kitörése volt, melyek nagysága VEI=0-2 volt.

Bal oldali kép: műholdfelvétel a Tambora tűzhányó 6 km széles, 1250 m mély kalderájáról, mely az 1815-ös VEI=7-es kitörés eredménye (a kép forrása); jobb oldali kép: a vulkán kalderájának belseje (a kép forrása).

Az idei évben a helyi vulkanológiai intézet jelentései szerint április óta időszakos földrengésrajok detektálhatók a tűzhányón, augusztus végén pedig nőtt a gyakorisága a sekély, vulkanotektonikus földrengéseknek, illetve a földremegések (tremor) intenzitásában is növekedést tapasztaltak. Ezek mellett fehér gőzfelhőket is megfigyeltek a vulkán kalderájában, melyek több 10 m magasságba emelkedtek. Ezen események azt jelezhetik, hogy a tűzhányó a közeljövőben újra aktivizálhatja magát, azonban valószínűleg csak egy kisebb robbanásos kitörés vagy lávafolyások, lávadómok kialakulása várható (VEI=0-2-es erősségű, hasonlóan az 1819-ben, 1880-ban és 1967-ben történt eseményekhez), és nem egy jelentős, az 1815-ös kitöréshez hasonlítható. Mindenesetre érdemes szemmel tartani a tűzhányót!

Vulkáni kitörések szén-dioxid kibocsátása: sok vagy kevés?

Napjaink egyik megkerülhetetlen kérdése - egyszerűen fogalmazva - hogy ki a bűnös? Ki a bűnös azért, hogy a légkör szén-dioxid koncentrációja rohamosan nő? Mi lesz ennek a következménye? Rohanunk egy nehezen elviselhető globális felmelegedés felé? Érvek és ellenérvek csapnak össze, hogy a klímaváltozás valós probléma-e és ha igen, akkor ennek ki vagy mi az oka? Az emberiség vagy a természet, illetve a Föld természetes folyamatai okozzák e változásokat? Miért nő a légkör szén-dioxid tartalma: az emberi tevékenység miatt vagy ahogy a klímaváltozás-szkeptikus állítják, a vulkánkitörések állnak ennek hátterében?
Terry Gerlach a Cascades Vulkán Obszervatórium, ma már nyugdíjas munkatársa azt mondja "a közemberektől kapott legtöbb kérdésem arra irányult az utóbbi években, hogy vajon az ember vagy a vulkánok bocsátanak ki a légkörbe több szén-dioxidot." Mindez napjainkban is "forró" téma, főleg azóta miután Ian Plimer az ausztrál Adelaide egyetem professzora a "Heaven and Earth" c. könyvében azt állította, hogy a légköri szén-dioxid mennyiségért a vulkánkitörések a felelősek, a tapasztalt hőmérséklet-emelkedés pedig a napciklusokkal magyarázható. A növekvő légköri szén-dioxid koncentráció és a globális felmelegedés között tehát szerinte nincs összefüggés, sőt ebben az emberiségnek végképpen nincs szerepe. Akkor tehát minek az a sok felhajtás az emberi szén-dioxid kibocsátás miatt! Vagy - kinek van igaza? Mielőtt erre keressük a választ, röviden ki kell térnem arra, hogy egyáltalán miért pöfögnek szén-dioxidot a vulkánok.

Hatalmas hamufelhő emelkedik fel a chilei Chaitén tűzhányó 2008-as kitörése során. A vulkáni hamufelhőben több millió tonna gázanyag is a levegőbe kerül. Forrás: AFP/Raul Bravo

A túlnyomórészt a földköpenyben keletkező magmák több-kevesebb gázt is tartalmaznak. Nagy nyomáson, azaz nagy mélységben ezek a gázok a kőzetolvadékban oldott állapotban vannak, azonban ahogy a magma emelkedik felfelé és ezzel egyre kisebb nyomás nehezedik rá, a gázok oldhatósága megszűnik és gázbuborékok formájában válnak ki a kőzetolvadékból. A gázbuborékok száma és nagysága egyre nő és ha nem tudnak eltávozni a magmából, akkor a feszítő nyomásuk (a gázbuborékok megjelenése ugyanis térfogat-növekedéssel járó folyamat) heves robbanásos kitöréshez vezethet. A kitörési felhőbe ekkor hatalmas mennyiségű gázanyag is bekerül, aminek mennyisége a több millió tonnát is elérheti. A magmában lévő legfontosabb gázok a víz, a szén-dioxid és a kén-dioxid, kisebb mennyiségben jelennek meg a halogének és a kén-hidrogén. Ezek közül a kén-dioxid, amennyiben a sztratoszférába jut, akkor a vízgőzzel reakcióba lépve kénsav aeroszollá alakul és ez az aeroszol felhő éveken keresztül visszaveri a napsugarakat és globális hőmérséklet-csökkenést okoz a Földön. A szén-dioxid és a vízgőz ezzel szemben üvegház-hatású gázok, amik növelhetik a globális hőmérsékletet. A vulkáni megfigyelésben, a veszély-előrejelzés vizsgálatokban kiemelt szerepet kapnak a vulkáni gázok mérései. Ma már nagy pontosságú eszközök állnak minderre rendelkezésre. A szén-dioxid gáz mennyiséget például repülőgépre szerelt infravörös sugárzást használó berendezéssel (LI-COR) határozzák meg. Az adatok száma egyre nő és ez lehetőséget ad az egyre megbízhatóbb tudományos értékelésre is. Tehát, a kérdés az, hogy mennyi szén-dioxid gázt pöfögnek ki a vulkánok évente?
Erre a választ Terry Gerlach közelmúltban publikált tanulmánya adta meg. Az Amerikai Geofizikai Unió (AGU) által kiadott EOS folyóiratban megjelent összegzés egyértelműen bemutatja, hogy a vulkánok által kibocsátott szén-dioxid mennyiség messze elmarad az emberi tevékenység által a légkörbe jutó szén-dioxid mennyiségtől!

Mennyivel nagyobb az emberiség által évente kibocsátott szén-dioxid mennyiség a vulkánok által a légkörbe juttatott évi szén-dioxid mennyiségnél (ACM) és ez hogyan változott az elmúlt száz évben? Forrás: Terry Gerlach EOS 2011 június 14-i tanulmány

Természetesen rögtön már a tanulmány megjelenése után megkezdődtek a viták, amik az Eruptions blog hozzászólásaiban is tetten érhetők. A Gerlach által bemutatott számadatok azonban nem légből kapottak és jól szemléltetik, hogy a vulkáni működés milyen módon járul hozzá a levegő szén-dioxid tartalmához.
A vulkánok évente 130-260 millió tonna (0,13-0,26 gigatonna) szén-dioxidot pöfögnek a levegőbe. Ebben benne vannak a szárazföldi vulkánok és a tengervíz alatti vulkánok egyaránt (az előbbiek esetében közvetlen mérési adatokkal rendelkezünk, az utóbbiak esetében elsősorban az óceáni hátságok mentén történő szén-dioxid kibocsátásról vannak adatok). Ezzel szemben az emberiség évente 35 gigatonna szén-dioxidot juttat a levegőbe, azaz nagyjából 135-szorosát a vulkáni működésnek! Az ábra azt is jól mutatja, hogy ez az arány az elmúlt évszázadban rohamosan nő. Az 1900-as évek elején az emberiség még csak 20-szorosan múlta felül a vulkánokat, majd az 1950-es évektől ez az arányszám (ACM) nagyon megugrik! Hmmm, de hát a vulkánok sokkal erőteljesebben pöfögnek, mint a gyárkémények mondhatnák sokan, az adatok azonban nem ezt mutatják! A már több mint 28 éve folyamatosan működő hawaii Kilauea kitörés során naponta 8000-30000 tonna szén-dioxid jut a levegőbe, ami elég ahhoz, hogy a környezetében gyakran hozzon létre vulkáni szmogot. Ez azonban nem egy lélegzetelállító vulkáni kitörés. A Mt. St. Helens 1980. május 18-i kitörése során 9 óra alatt 10 millió tonna, a Pinatubo 1991-es kitörése alkalmával pedig szintén néhány óra alatt 50 millió tonna szén-dioxid jutott a légkörbe. Mit jelentenek ezek a számok? Nagyjából annyi szén-dioxid került ekkor óránként a levegőbe, mint amennyit az emberiség bocsát ki egy óra alatt. Igen ám, de a vulkáni működés csupán 9-10 óráig tartott, az emberiség pedig folyamatosan növeli a légkör szén-dioxid tartalmát! Az emberiség 2,7 nap alatt teljesíti azt a szén-dioxid kibocsátást, amit a vulkánok teljes év alatt elvégeznek!
Még egy kérdés maradt: ez mindig így volt? A vulkáni működés gyakorisága, az évente kibocsátott magma, ezáltal a levegőbe juttatott szén-dioxid gáz mennyisége mindig ugyanilyen volt a múltban? Növekszik vagy csökken a vulkáni működés a Földön? Ezek is gyakran feltett kérdések! Ez lényeges kérdés, mivel a légköri szén-dioxid koncentráció és a globális átlag hőmérséklet úgy tűnik szorosan összefügg:

Felül a globális átlag hőmérsékletre utaló oxigén-izotóp változás, alul pedig a légkör szén-dioxid koncentrációjának változása az elmúlt 600 ezer évben. Forrás: Peter Huybers

Peter Huybers és Charles Langmuir 2009-ben megjelent tanulmányukban azt vizsgálták, hogy az elmúlt 40 ezer évben hogyan változott a vulkáni működés gyakorisága és ez hogyan hatott a légköri szén-dioxid kibocsátásra. Az amerikai kutatópáros arra az eredményre jutott, hogy az eljegesedési időszakok és a vulkáni működés között kapcsolat lehet a következőképpen: a vulkáni működés 7-12 ezer évvel ezelőtt jóval intenzívebb volt a Föld számos területén, mint például Izlandon, Európában, Dél-Amerikában és Észak-Amerikában, jellemzően olyan területeken, ahol korábban kiterjedt jégtakaró borítás volt. Az utolsó jégkorszakot követő felmelegedés időszakában jóval gyakoribb és jóval erőteljesebb vulkáni működés volt itt tapasztalható. Mi ennek az oka? A felmelegedés során hatalmas mennyiségű jégtakaró tűnt el a földfelszínről, aminek következtében a súlytól megszabaduló kőzetburok kiemelkedett. Ez az izosztázia-jelenség a földköpeny anyagának is lassú emelkedését okozta, aminek következtében a földköpeny kőzetei kisebb nyomásra kerültek. A kőzetek olvadáspontja nyomásfüggő, a nyomás csökkenésével csökken az olvadáspont. Ez azt jelenti, hogy a felfelé emelkedő, hőmérsékletét megtartó földköpeny anyag olvadáspontja csökken és egy adott mélységben a környező hőmérséklet értéknél már kisebb lehet, aminek következtében a földköpenyben olvadás, azaz magmaképződés indul meg. A legutolsó eljegesedés utáni felmelegedéssel járó izosztatikus kiemelkedés a földköpenyben erőteljesebb magmaképződést indított el. Továbbá, a jégtakaró eltűnésével a földkéreg anyagára is kisebb nyomás hatott, ami miatt a mélybeli magmák könnyebben a felszínre tudtak jutni! Az intenzívebb vulkáni működés nagyobb mennyiségű magmát hozott a felszínre, ezzel pedig nagyobb mennyiségű szén-dioxid is került a levegőbe. Az amerikai kutatók számításai szerint ebben az időszakban akár 1000-5000 gigatonna szén-dioxid is a levegőbe juthatott! Ez annyit jelent, hogy a légkör szén-dioxid koncentrációja 40 gr/tonna értékkel növekedhetett.

A vulkáni kitörések viszonylagos gyakorisága és a grönlandi jégmintákban mért szulfát mennyiség változása az elmúlt 40 ezer évben. A két független adatsor 7-12 ezer évvel ezelőtti időszakban mutat kiugró értéket. Forrás: Peter Huybers és Charles Langmuir 2009-ben megjelent tanulmánya

Ez azonban a történetnek csak egyik része! A vízalatti vulkánok tevékenysége ebben az időben csökkenhetett, mivel a jégolvadás miatt megnőtt a tengerszint, azaz nagyobb mennyiségű tengervíz borította a Földet és nagyobb nyomás nehezedett az óceáni hátságokra, ami visszavethette a vulkáni működés intenzitását. Ez azonban csak kb. 20%-kal kompenzálhatta az erősebb szárazföldi vulkáni működés során felszínre került szén-dioxid mennyiségét.
Befejezésül még egy témába vágó érdekes adat. Szintén a napokban jelent meg Lee Kump tanulmánya a Scientific American folyóiratban, ami a legutóbbi nagy globális felmelegedés időszakáról szól. Ennek tartalmát Dulai Alfréd és Hiver't-Klokner Zsuzsanna magyarul is összegezte.

A globális felmelegedés gyorsasága korunkban és 56 millió évvel ezelőtt. Forrás: Origo

Mintegy 56 millió évvel ezelőtt néhány ezer év alatt a globális átlaghőmérséklet több mint 5 Celsius-fokot emelkedett (ezt az időszakot a szakemberek PETM-nek rövidítik, ami a Paleocene-Eocene Thermal Maximum szavak kezdőbetűiből ered). A felmelegedés oka részben a még ez előzőekben említett 7-12 ezer éves időszaknál is intenzívebb vulkáni működés, a jelentős szén-dioxid kibocsátás, valamint az ezzel járó környezeti változások lehettek. Az esemény üzenete a mára vonatkozóan lényeges: akkor több ezer év alatt emelkedett a levegő szén-dioxid koncentrációja és ezzel nőtt a hőmérséklet. Az élőlények így nagyobb eséllyel tudtak alkalmazkodni a környezeti változásokhoz. Most sokkal gyorsabb a légköri szén-dioxid koncentráció növekedés és a globális átlag hőmérséklet-növekedés. Ebben az ütemben már néhány száz év alatt elérhetjük az 56 millió évvel ezelőtti maximumot. Ilyen gyors környezeti változásra pedig az élőlények (beleértve az embert is) nehezen tudna alkalmazkodni.
A vulkánok működése jelenleg viszonylag "takaréklángon" zajlik és egyértelműen kimutatható, hogy a vulkáni kitörések során a levegőbe kerülő szén-dioxid mennyisége jóval alulmarad az emberi tevékenység során a légkörbe jutó szén-dioxid mennyiségétől. Ha még az arány nagyságán lehet is vitatkozni, egy biztos: ha még csak néhány tucatszorosa is lenne a "mi sarunk" a vulkáni működéshez képest, akkor is elgondolkodhatnánk, hogyan csökkentsük hozzájárulásunkat a szén-dioxid kibocsátáshoz és ezzel a globális felmelegedéshez! Legalább az ütemet igyekezzünk mérsékelni! ... és talán a tudósok, ezen belül is a vulkanológusok véleményét is érdemes meghallgatni!

Pinatubo kitörés 20 éve

Egy korábbi bejegyzésemben ígértem, hogy rövidesen megemlékezem a fülöp-szigeteki Pinatubo 1991-es kitörésének 20. évfordulójáról. Bár a bejegyzés óta sok érdekes esemény történt a vulkánok világában, a vizsgaidőszaki tsunami nem sok időt hagy ezek naprakész megjelenítésére. De majd szépen lassan csak utolérjük magunkat! Most, akkor nézzük mi történt 20 évvel ezelőtt!

A Pinatubo 1991. június 12-i pliniusi-kitörése az amerikai Clark Air Base katonai bázis felől. Forrás: Richard P. Hoblitt (Amerikai Geológiai Szolgálat)

A Pinatubo vulkán a fülöp-szigeteki Luzon szigetén található, 87 km-re a fővárostól, Manilától. Környezetében több százezer ember telepedett le, a sűrű erdővel borított lejtőin pedig az Aeta őslakosok éltek, akik még az évszázadokkal korábbi spanyol invázió elől menekültek fel a hegyekbe. A tűzhányó története mintegy 1,1 millió évre nyúlik vissza. Az ősi Pinatubo jórészt lávafolyásokkal építkezett, aminek lepusztult maradványán kezdte meg új életét a fiatal Pinatubo. Ennek viselkedése teljesen különbözött ősétől. Jóval ritkábban működött, akkor viszont hatalmas robbanásos kitörések formájában. Utolsó kitörése 1450-ben volt, azaz a környező lakosok közül senki sem emlékezett arra, hogy a Pinatubo egy veszélyes vulkán lehet. Ezt megelőzően 2500, 5500 és 9000 éve voltak kitörései, mégpedig mind nagy erejűek, VEI=6 nagyságúak. A vidék a 20. század végén békés volt tehát, az amerikaiak két nagy katonai támaszpontot építettek ki a közelben.
1990. július 16-án egy 7,7 magnitudójú földrengés pattant ki kb. 100 km távolságban a Pinatubotól. Ez felerősítette a gőzkiáramlást a hegy körüli geotermális területeken. 1991. március 15-én aztán több földrengés rázta meg most már a hegy környékét. A földmozgások két héten keresztül tartottak. Április 2-án több mint 500 év szunnyadás után aztán kitört a tűzhányó. A freatikus kitörések vékony vulkáni hamut terítettek szét a környéken. Nyilvánvalóvá vált, hogy a vulkán felébredt. A szakemberek rögtön műszereket helyeztek el a hegyen. A helyi vulkanológiai intézet (PHIVOLCS) segítséget kért az Amerikai Geológiai Szolgálattól, ahol az 1980. májusi Mt. St. Helens kitörést, majd a tragikus kimenetelű 1985-ös kolumbiai Nevado del Ruiz kitörést követően felállítottak egy mobil, bárhol bevethető vulkáni veszély-előrejelző csapatot. Chris Newhall vezetésével rohammunkában térképezték fel a tűzhányót és fedték fel vulkanológiai történetét. Kiderült, hogy a korábbi nagy kitörések során keletkezett piroklaszt-ár üledékek építik fel a hegy körüli síkvidéket. Ez azt jelentette, hogy egy újabb hasonló esemény bekövetkezésekor potenciális veszélyben lehet több százezer ember. Néhány hét alatt elkészült a vulkáni veszélytérkép, aminek adatai szinte száz százalékig igazolták a későbbi kitörés lefolyását.

A Pinatubo kitörése előtt készült vulkáni veszélytérkép és a kitörés utáni helyzet. A veszélytérkép pontosan jelezte előre hol várható legnagyobb pusztítás. A narancs szín a piroklaszt-árak, a szürke a laharok levonulási útvonalát jelzik. Forrás: H.U. Schmincke: Volcanism c. könyve

A pontos veszély előrejelzés azonban nem elég a hatékony vulkanológai védekezéshez (l. a kolumbiai Nevado del Ruiz 1985-ös tragikus példáját, ahol a vulkanológusok szintén pontosan jelezték előre a történteket, azonban nem sikerült meggyőzni erről a döntéshozókat)! A szakemberek településről településre jártak és a Krafft házaspár által készített, figyelemfelkeltő videofelvételeket levetítve igyekezték meggyőzni a lakosságot, hogy el kell hagyniuk lakhelyüket. Ez az akció is sikeres volt, így közel 300 ezer ember menekült el a vulkán környezetéből. Ezzel tízezrek életét sikerült megóvni!
Májusban a kén-dioxid kigőzölgés mértéke jelentősen megnőtt, két hét alatt napi 500 tonnáról 5000 tonnára. Június elején a műszerek a hegy feldomborodását mutatták, ami további egyértelmű jele volt, hogy nagy tömegű magma mozog felfelé. Ezt megerősítették a szeizmogramok adatai is. Június 7-én a korábbi erős kigázosodás következtében egy gázokban szegény, viszkózus dácit magma türemkedett ki a kráterből. A lávadóm 200 m széles és 40 m magas volt. A robbanásos kitörések június 12-én kezdődtek el. Kora reggel egy pliniusi-kitörést követően 19 km magasra emelkedett fel a hamufelhő (7.8. ábra), amihez piroklaszt-árak is kapcsolódtak. 14 óra múlva egy újabb, 15 perces pliniusi-kitörés már 24 km magasra tolta fel a vulkáni hamuoszlopot. A következő nap reggel egy harmadik robbanásos kitörés zajlott, mindössze 5 percig, azonban 24 km magas hamufelhővel. Három óra szünet után jött a negyedik, az előzőhöz hasonló erősségű kitörés, amit egy folyamatos, 24 órán keresztül tartó kitöréssorozat követett. Ennek hamufelhő-oszlopa többször összeomlott és piroklaszt-árak és torlóárak rohantak le a vulkán mély völgyeiben, helyenként 200 m vastagságban kitöltve azokat. Június 15. Fülöp-szigetek függetlenségi napjának ünnepe. A Pinatubo legnagyobb kitörése pont ekkor következett be. A baj nem jár egyedül, ugyanis ekkor érte el a térséget a Yunya nevű tájfun is. A sűrű esőben nem lehetett látni a paroxizmus kitörést, ami a mérési adatok alapján 34 km magas vulkáni hamufelhőt okozott. A 3 óráig tartó tombolás alatt számos piroklaszt-ár zúdult le, sok esetben 16 km távolságba is elérve! A 400-500oC hőmérsékletű áradatok üledékei még évtizedekkel később is alig vesztettek hőmérsékletükből. Az esőzések mobilizálták a laza vulkáni üledéket és szintén pusztító, iszapos zagyárak (laharok) rohantak le a völgyekben.
A kitörés során 10 km3 vulkáni anyag (kb. 2-3 km3 magma) került a felszínre. A kiürült magmakamra teteje beomlott és a felszínen egy 2,5 km széles kaldera alakult ki, amit aztán tó vize töltött részben fel. A sikeres vulkáni veszély-előrejelzésnek és a hatékony kitelepítésnek köszönhetően „mindössze” 800 halálos áldozata volt a kitörésnek. A hatása azonban túlnyúlt a vulkán környezetén. A sztratoszférába kerülő közel 20 millió tonna kén-dioxid, kénsav aeroszollá alakulva globálisan kb. 0,5oC-kal csökkentette a globális átlaghőmérsékletet. Szerte a Földön színpompás naplementék alakultak ki.

A Pinatubo kitörést követő átlag hőmérséklet változás alakulása. Forrás: J. Hansen, NASA GISS

Mire hathat ki egy vulkánkitörés? Befejezésül egy érdekes történet erre. A kanadai Hudson-öböl a jegesmedvék kedvelt területe. 1992-ben különösen jó évük volt a jegesmaciknak. Ekkor ugyanis különösen hideg volt és emiatt az öböl jégtakarója az átlagosnál 3 héttel tovább tartott. Ez éppen elegendő volt ahhoz, hogy a kis jegesmedvék megerősödjenek. Ez az évjárat ezért kiemelkedően nagy példányszámú. Mi volt ennek az oka? Úgy tűnik egy távoli vulkánkitörés, mégpedig a fülöp-szigeteki Pinatubo vulkáné! Az 1991. júniusi hatalmas vulkánkitörést követő globális átlag hőmérséklet-csökkenés lehetett az oka, hogy a kanadai Hudson-öbölben tovább tartott a hideg időszak, ami kedvező körülményt jelentett a jegesmedve családoknak. Ezt a medve populációt ezért Pinatubo-medvéknek nevezik.

A Pinatubo kitörést követően, 1992-ben különösen jó körülmények között nevelkedtek a kanadai Hudson-öböl jegesmedvéi. Ők a Pinatubo-medvék.

A Pinatubo kitörés mély nyomott hagyott a Fülöp-szigeteken. A 20. évforduló alkalmából a fülöp-szigeteki kormány június 15-t Pinatubo emléknapnak nyilvánította.