A Csendes-óceán nyugati részén található Tonga térségben található Hunga vulkán kitörése volt az első modern, műholdas eszközökkel is megfigyelt víz alatti robbanásos vulkáni működés. Számos rekordot hoztak a megfigyelések, amelyekről részletesen írt az évforduló kapcsán készített összeállításában Harangi Szabolcs geológus, vulkanológus.

A vulkáni működést követően a többi között 58 kilométer magasba emelkedő kitörési felhőt regisztráltak, 150 millió tonna vízgőz jelenlétét mutatták ki a sztratoszférában, ami 10 százalékkal emelte meg a globális sztratoszféra víztartalmat és még soha ilyen nagy sűrűségű villámlást (percenként több mint 2600 villámlás) nem tapasztaltak a légkörben, mint négy évvel ezelőtt. Bár kezdetben sokan tartottak attól, hogy a magas légkörbe került hatalmas mennyiségű, üvegház hatású vízgőz jelentős globális felmelegedést okoz, a tudományos mérési adatok, ezek értékelései és a modelleredmények mást mutatnak.

Harangi Szabolcs emlékeztetett: a víz alatt megbúvó Hunga vulkán 2022. január 15-én hatalmas kitörési felhőt hozott létre, egy órán belül elérte a magas légkörben lévő sztratoszférát, a felső ernyő részének kiterjedése pedig 400 kilométer volt. Ahogy jött, úgy ment, ugyanis a kitörési felhő 15 órán keresztül volt észlelhető. Azonban a magas légkörben még most is megvan a nyoma. A vulkanológusok ezt a típusú kitörést freatopliniusi-jellegűnek hívják. Ennek lényege, hogy

a magma és víz keveredése nagyon heves robbanásos reakciót okoz, amire szárazföldi vulkánok esetében nagyon kevés példa van.

A túlhevített víz, gőzzé alakul, az ezzel járó hirtelen tágulás szétrobbantja a magmát, ami milliméternél kisebb szemcsékre szakad szét. A kitörési anyag egy része a magasba emelkedik a forró gázok miatt, de a nagyobb része saját súlya alatt összeomlik és oldalirányba, piroklaszt-árakban zúdul szét a felszínen. A vulkáni működést követő óceáni radarmérések óriási mennyiségű friss vulkáni üledéket mutattak ki az víz alatti aljzaton, a vulkáni felépítmény pedig összeomlott és egy széles kalderát hozott létre.

A HUN-REN-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport vezetője megjegyezte: szerencsére a vulkánkitörés alapvetően lakatlan területen zajlott, így nem okozott pusztítást. A tudósoknak azonban egy óriási lehetőséget adott, egyfajta természeti laboratóriumot nyújtott, hogy az ilyen ritka, hatalmas vulkánkitörés okait és hatását – többek közt a globális éghajlatra is – jobban megértsük. Ez a tudás pedig felbecsülhetetlen a jövő hasonló eseményeire való felkészülésben. A vulkáni működés ráirányította a figyelmet arra, hogy számos hasonló vulkán van óceáni környezetben, például sűrűn lakott térségekben, amelyek eddig nem kellően ismert, illetve nem kellően figyelembe vett veszélyt jelentenek. Harangi Szabolcs felidézte, hogy a 2022-es Hunga-vulkánkitöréshez hasonló esemény volt például az 1883-as Krakatau-kitörés. A jelenlegi kutatás eredményei ezért segítik az akkori vulkáni működés jobb megértését is.

A 2022. január 15-i nagy robbanásos kitörés előtt a vulkán már mozgolódott, figyelemre méltó kitörései voltak (például 2021. december 19-én és 2022. január 13-án), azonban a térségben nem volt kiépített megfigyelőrendszer, így az előjelekről keveset tudni. Magáról a hatalmas vulkánkitörésről is csak műholdas képek adtak hírt először. Az azóta elvégzett vulkanológiai kutatások szerint a vulkáni működés 6-os fokozatú a VEI-skálán, ami a robbanásos vulkánkitörések nagyságát mutatja, hasonlóan ahhoz, ahogy a földrengések nagyságát is jelzik például a Richter-skálával. A vulkáni működés esetén a beosztás alapja a felszínre került vulkáni anyag térfogatmennyisége. A skála 0 és 8 közötti,

a legnagyobb 8-as fokozat jelenti a szupervulkáni kitörést, amikor több mint ezer köbkilométer mennyiségű vulkáni anyag robban a felszínre.

A VEI-skála is logaritmikus, egy fokozat ugrás tízszeres térfogat különbséget jelent. A VEI=6 fokozat azt jelenti, hogy legalább tíz köbkilométer mennyiségű vulkáni anyag került a felszínre. Ehhez hasonló kitörés utoljára 1991-ben történt: a Fülöp-szigeteken lévő Pinatubo ébredt fel több száz éves nyugalom után. Az előző évszázadban két további hasonló nagy VEI=6 kitörés volt, 1902-ben a guatemalai Santa Maria, majd tíz évvel később az alaszkai Katmai-Novarupta tört ki. E mellett volt kilenc VEI=5 nagyságú kitörés is, míg a XXI. században a Hunga kitörés mellett eddig mindössze egy VEI=5 kitörés volt (a chilei Puyehue-Cordon Caulle, 2011–2012). A XXI. században tehát még bőven várhatóak hasonló nagy, VEI=5 és 6 fokozatú vulkánkitörések.

Harangi Szabolcs kiemeli: az óriási mennyiségű tudományos adat feldolgozása nem kevés időt igényelt. Az Amerikai Geofizikai Unió (AGU) 2025. decemberi éves konferenciáján tették közzé a mintegy ezer kutató hozzájárulásával készült tudományos jelentést, ami összefoglalja a Hunga kitöréséről szerzett ismereteket. Ehhez hasonló, nagy vulkánkitöréshez kapcsolódó légköri hatást már korábban is feltételeztek, de ez volt az első alkalom, amikor ezt műszerekkel is megfigyelték, alátámasztották és számszerűsítették. A geológus azt írja, a sztratoszférába került vízgőzmennyiség hatalmas, és sokan azt várták, hogy a melegház hatású víz fokozhatja a felmelegedést, különösen a déli féltekén. Az elmúlt évek hőhullámait ezért nem kevesen a Hunga vulkán kitörése hatásának tulajdonították.

A tudományos eredmények azonban mást jeleznek. A vízgőz 0,5-1 Celsius-fokos hűlést okozott a sztratoszférában, ami fordítottja a nagy robbanásos kitörések okozta sztratoszféra-felfűtésnek, azonban ez is hatott a nagy léptékű magas légkörben zajló légáramlásokra. Ugyanakkor a vulkánkitörés nem okozott lényeges változást a globális felszíni hőmérsékletben, sőt inkább egy minimális, néhány tized fokos hűlést. Ez a vulkánkitörés eltér azoktól a nagy vulkáni események éghajlati hatásától, amikor jelentős mennyiségű kén-dioxid jut a sztratoszférába és ez globálisan csökkenti az átlaghőmérsékletet, ami nem kis társadalmi zavarokhoz is vezethet. Ennek oka a magas légkörben történő, jelentős kiterjedésű kénsav-aeroszol felhő kialakulása, ami visszaveri a napsugarakat.

A Hunga-kitörés esetében a vulkáni kőzetek elemzése azt mutatja, hogy 20 millió tonna kén-dioxid juthatott a felszínre, ami összemérhető a globális éghajlati hatást okozó 1991-es Pinatubo kitöréssel. Azonban e mennyiség mintegy 96 százalékát megkötötte a tengervíz és így a légkörbe kevesebb mint 1 millió tonna kénes gáz került.

Globális éghajlatváltozást legalább 5 millió tonna kén-dioxid sztratoszférába kerülése okoz, azaz ebben az esetben ez a hatás nem állt fenn.

Ugyanakkor Harangi Szabolcs felhívja a figyelmet arra, hogy a tudományos megfigyelések teljesen új megvilágításba helyezik a vulkáni működést. Úgy véli, a kulcs a víz alatti kitörés. Ha mindez szárazföldön történt volna, akkor a vulkáni működés globális hőmérséklet-csökkenést okozott volna. Ez az első tudományos megfigyelés arra, hogy egy víz alatti kitörés esetében a kén-dioxid nagy része nem jut a légkörbe, hanem a vízben marad. A forró kén-dioxid gáz ugyanis könnyen reakcióba lép a vízzel, kénessav, majd kénsav keletkezik. A Hunga víz alatti kitörés ráirányította a figyelmet arra, hogy ilyen esetben jóval kevesebb kén-dioxid gáz jut a magas légkörbe, mint ami a felszínre jut.

Melegítés vagy hűtés? – ez volt a fő kérdés

A tudósokat immár négy éve foglalkoztatja az, hogy milyen hatása volt a XXI. század legnagyobb vulkánkitörésének a globális éghajlatra. Harangi Szabolcs megfogalmazása szerint két ellentétes tényező „párbajozott” egymással: a vízgőz erős üvegházgázként viselkedik a sztratoszférában, elméletileg melegedést okoz, a kén-dioxid gázból keletkező kénsav-aeroszol tömeg viszont akadályozza a napsugarak átjutását, és ezzel csökkenti a felszín feletti hőmérsékletet. Az eredmény a tudományos vizsgálatok alapján egy nagyon gyenge hőmérséklet-csökkenés lett a déli féltekén.

A nyári hőhullámok tehát nem a Hunga-kitörés következményei. A sztratoszférába kerülő víz ugyanis egyrészt kondenzációs katalizátorként felgyorsította a kénsav-aeroszol képződést, azaz feleannyi idő alatt alakult ki a kénsav-aeroszol felhő, mint más, „szárazabb” esetben. Másrészt a kénsav-aeroszolok a nagy mennyiségű víz jelenlétében jóval apróbbak maradtak és ezek a kisebb szemcsék sokkal hatékonyabban szórták szét a napsugarakat, mint a nagyobbak, azaz erősítették a hűtőhatást. Továbbá a Hunga-kitörés előtti néhány vulkánkitörés kén-dioxid gázanyaga és a jelentős erdőtüzek nem lebecsülendő szennyezést jelentettek a Föld déli féltekéje feletti sztratoszférára, növelték az optikai mélységét, azaz csökkentették átlátszóságát és ez is gyengítette a napsugárzás átjutását. Erre jött rá a Hunga-kitörés hatása és az összességében kis mértékű hőmérséklet-csökkentő hatás.

A vulkanológus kiemeli: a Hunga-kitörés természeti laboratóriumában az integrált vulkanológiai, légkörfizikai, környezeti kutatásai már jelentős mértékben hozzájárultak ahhoz, hogy jobban megértsük az ilyen ritka, de nagy hatású természeti folyamatokat. A tudományos munka folytatódik tovább, hogy a szakértők közvetlen adatokra, megfigyelésekre alapozva növelhessék a tudásukat, ami segít nekik felkészülni a XXI. század további jelentős, a társadalmat is érintő vulkánkitöréseire.