Az Európai Földtudományi Unió az előző héten Bécsben tartotta a hagyományos éves konferenciáját. Az előző két év járványhelyzete után most hibrid formában, 89 országból több mint hétezer személyes részvétellel zajlottak a szekcióülések. A 791 szekcióülésen több mint 12 ezer szakmai bemutatót tartottak, ezek közül kiemelt érdeklődést kaptak a tavalyi, fél éven keresztül zajlott izlandi Fagradalsfjall, valamint a január közepén történt tongai Hunga vulkánkitörés friss tudományos eredményei. Az elhangzottakat Harangi Szabolcs geológus-vulkanológus, az MTA levelező tagja, egyetemi tanár, intézetigazgató, kutatócsoport-vezető foglalta össze.
Idén január 15-én egy hatalmas vulkánkitörés irányította a figyelmet a Csendes-óceán nyugati részén lévő Tonga térségre. A modern műszeres megfigyelések történetében példátlan jelenségek sorát rögzítették.
A kitörés hangját még közel 10 ezer kilométer távolságban, Alaszkában is hallották, a légköri lökéshullám többször is megkerülte a Földet,
még távoli, kontinenssel elválasztott vidékeken, mint például a Karib-térségben is szökőárat jelentettek, a kitörési felhő 55 kilométer magasságba emelkedett és globális zavarokat okozott az e felett elterülő ionoszférában is. A bő négy hónap alatt máris intenzív kutatások zajlottak, hogy ezek okait feltárják. Az első eredmények alapján kijelenthető, hogy 1991 óta nem volt ilyen nagy vulkánkitörés a Földön, a hatásait tekintve pedig az 1883-as indonéziai Krakatau kitöréshez hasonlítható.
Az új-zélandi Auckland egyetem vulkanológus professzora, Shane Cronin tíz hete van a helyszínen, ahol több szigeten is gyűjtött mintákat a kitörés vulkáni anyagából, felmérte a szökőár okozta változásokat, és friss akusztikus mérések alapján rekonstruálta a víz alatt lévő vulkánon történt változásokat. Friss tudományos megfigyeléseiről, eredményeiről a szekció első előadásában első kézből, online számolt be.
Mi okozta, ezt a roppant nagy energiát felszabadító vulkánkitörést, egyáltalán mekkora volt a mérete? Ezeknek az egyszerűnek tűnő kérdéseknek a megválaszolása nem könnyű, hiszen a vulkánkitörés 60 kilométerre történt a tongai legnagyobb szigettől, több mint 2400 kilométer távolságban pedig Új-Zélandtól. A vulkán nem volt semmilyen műszeres megfigyelés alatt, ráadásul nem is látható, mivel víz alatt fekszik. A kitörést követően megszakadt a kapcsolat a térséggel, mivel az internetes összeköttetést szolgáló víz alatti optikai kábelek mind megsérültek. Cronin professzor és a helyi geológusok helyszíni kutatásai hozták az első és sok szempontból megdöbbentő tudományos eredményeket.
Az egyik legnagyobb visszhangot kapó megfigyelés a vulkán változását mutató eredmények voltak. Érdekes módon
a vulkán felszíne nem sokat módosult, pedig az egyik felvetés az volt, hogy a hatalmas robbanásos kitörést és a szökőárat az okozhatta, hogy a víz alatti, a talapzattól több mint 2000 méter magasra emelkedő vulkán oldala beszakadt, lecsúszott.
Erre azonban semmi friss adat nem utalt. Ez egyetlen, ami viszont változott, az a központi, 4 kilométer széles kráter mélysége.
- A januári vulkánkitörés előtt ez 150 méter mélyen volt a vízszint alatt.
- Most azonban 850 mélyen, azaz a kráter, avagy kaldera alja vagy 700 métert zökkent lefele.
Ez Cronint is meglepte, azonban ezzel magyarázható lett a kitörés hatalmas energiája. Ehhez a több mint 1000 Celsius fokos magma és a hideg víz hatékony keveredése kellett. A korábbi vulkáni kőzetekben lévő kristályok kémiai összetétele alapján a magmatározó mintegy 5 kilométer mélységben húzódott. Legutóbb ezer éve volt itt nagy vulkánkitörés és a magmautánpótlás azóta folyamatosan zajlott, azaz jelentős mennyiségű kőzetolvadék halmozódott fel e mélységben. A kristályosodás során kiváló vízgőz és szén-dioxid gázbuborékok egyre nagyobb felhajtóerőt, egyre nagyobb felfelé irányuló nyomást fejtettek ki és december végén a magma elindult a felszín felé.
A nagy tömegű magma feláramlása meggyengítette a széles kaldera szerkezetet, függőleges repedéshálózat alakult ki, ahol a magma felnyomult, a kaldera középső része pedig a kiürülő magmatározó felett hirtelen süllyedni kezdett, mint valami dugattyú, ezzel is elősegítve a magma feláramlást. A repedések mentén jelentős mennyiségű óceánvíz került a mélybe és keveredett a feltörő magmával. A magma hőhatása következtében a víz gőzzé alakult, ami akár 10-15-szörös térfogatnövekedést jelent. Ez pedig heves robbanást okoz, ami további magma-víz kölcsönhatást tesz lehetővé, mindezt a másodperc töredéke alatt. Ez a gyors láncreakció okozhatta a tongai Hunga vulkán rettentően heves robbanásos kitörését, amivel jelentős légköri nyomáshullám járt.
A vulkán központi részének beszakadása nyomán kialakult mélyedés térfogata segített megbecsülni a vulkánkitörés során felszínre tóduló vulkáni anyag térfogatát, ami 6-7 köbkilométer (egy olimpiai úszómedence méretének 3 milliószorosa) lehetett. A vulkanológusok a tűzhányó kitörések nagyságát e térfogattal mérik, ami azt jelenti, hogy a 0-8 fokozatú, úgynevezett Vulkáni Robbanossági Index (VEI) skálán ez 6-os értékű. A XXI. században eddig számos 4-es erősségű kitörés mellett csupán egyetlen egy VEI=5 nagyságú robbanásos kitörés volt, ezt a chilei Puyehue-Cordon Caulle produkálta 2011-ben (hasonló méretű, de tisztán lávaöntő kitörés volt a 2014-15-ös izlandi Holuhraun kitörés is, aminek során több mint 1,4 köbkilométer magma tört a felszínre). Utoljára a tongai vulkánkitörés nagyságához hasonló vulkáni működés 1991-ben volt, amikor a Fülöp-szigeteki Pinatubo ébredt fel több száz éves nyugalom után és kitörése globálisan hatott az éghajlatra is. Most ezzel nem kell számolni, mert az ehhez szükséges kén-dioxid mennyiség jóval elmaradt az ilyen változásokat okozó mértéktől.
A tongai Hunga vulkán hatalmas kitörése ráirányította a figyelmet arra, hogy
vannak olyan tűzhányók is a Földön, amelyeket bár nem látunk, mert víz alatt vannak, roppant veszélyes kitörésre képesek,
nem csak a felszínre törő magma mennyisége, hanem a vízzel való keveredés miatt is.
Ilyen vulkánok szép számmal vannak a Tonga térségben, de Japán közelében is. A Kyushu (Kjúsú) szigettől délre lévő Kikai kaldera mintegy 7000 évvel ezelőtt kitörése például közel szupervulkáni nagyságú volt, több mint százszorosa a Hunga kitörésnek. Fontos tehát a szárazföldi vulkánok mellett e tengeralatti tűzhányókat is jobban megismerni, a januári Hunga kitörésnek ez az egyik üzenete. Cronin professzor és csapatának, valamint számos további kutatócsoport friss tudományos eredményei ebben egy óriási lépést jelentenek.