Buborékba zárt üzenetek

2020.05.05.Landy-Gyebnár Mónika

National Geographic Magyarország

A németországi Laacher See jó ideje szunnyadó vulkán, azonban a tó vizében felfelé igyekvő gázbuborékok éber álomról tanúskodnak. Nemrégiben alaposabb vizsgálatnak vetették alá e buborékokat.

A gázok a vulkánkitörések motorjai, a mennyiségük alapján dől el, hogy békés lávaöntés, vagy heves robbanás következik-e be, de befolyásolhatják egy vulkán viselkedését a kitörések közti csendes időszakokban is. Az ilyen csendes időkben a vulkánokból igen jelentős mennyiségű szén-dioxid távozhat, globális szinten is befolyásolva a légköri CO2 mennyiségét.

A távozó CO2 közvetlen mérése az átlagos vulkánok esetében nem egyszerű feladat, hisz a légkörben már eleve sok van belőle. Kissé könnyebb azonban, ha a vulkánt víz borítja, mert így a mérésre akusztikus műszerekkel van lehetőség. 2019. augusztusában a német Eifel vulkáni régióban, a festői szépségű Laacher See területén végeztek vizsgálatokat.

A Laacher See egy jó 2 km átmérőjű kerekded tó, melynek fákkal ékes partján egy 900 éves bencés apátság is van, maga a tó egy, a jégkor végén, 12 900 évvel ezelőtt kitört vulkán kalderáját tölti ki. 13 szakember végzett felméréseket: vulkanológustól hidro-geofizikusig számos nemzet és tudományág képviseltette magát. Három napon keresztül hajón járták a tavat, felmérték a gázfeltöréseket, a velük kapcsolatba hozható üledékes szerkezeteket, a vulkánhoz köthető aktivitást. A vizsgálatokról az EOS földtudományi hírportál számolt be.

12 900 éve a Laacher See hatalmas robbanásos kitöréssel adta hírét létezésének, kb. 6,3 köbkilométer tömör kőzetnek megfeleltethető magma robbant ki belőle, ez mintegy 20 köbkilométer tefrát jelent, ezzel nagyjából a Pinatubo 1991-es kitöréséhez mérhető nagyságrendet képviselt (a különbséget pont a kérdéses gázok okozzák azzal, hogy a kőzetolvadékot buborékjaik „felfújják”). A Laacher See, maga a tó, a kitörést követően született meg, a vulkán pedig békésen szunyókált alatta. Az elmúlt években azonban jelentős CO2 feltörést figyeltek meg, mind vízben oldott, mind buborékok formájában.

Habár a mostani kutatásban nem vizsgálták a buborékok összetételét, egy ezt megelőzőben igen, és akkor kiderült, hogy magma eredetű a CO2, egy 2019-es tanulmány pedig a régió alatt kipattant kisebb földrengések alapján következtetett arra, hogy nagy mélységben mocorgó (de nem kitörésre utaló mozgású) magma okozta ezeket.

A 13 kutató különféle szempontok alapján végzett vizsgálatokat, ezért a társaság több csoportra oszlott. Kettő a tó fenekével és az onnan feltörő szén-dioxiddal foglalkozott, szonárokkal végeztek felméréseket. A szonárokat ugyan alapvetően a tenger (tó) aljzatának topográfiai felmérésére szokták használni, tökéletesen alkalmas a feltörő gázok vizsgálatára is. A buborékokról, illetve azok felszín felé igyekvő tömegeiről ugyanúgy visszaverődik a hanghullám, mint a szilárd tárgyakról, s ennek a visszaverődött jelnek a segítségével mérhetővé, követhetővé válik a buborék is, kiszámítható, hogy mekkora gáztömeg áramlik így felfelé.

Négy csoport azt vizsgálta, hogy van-e összefüggés a buborékok feltörésének helye, s a tófenék üledékei közt, például vannak-e törések az üledékben, vagy kisebb bemélyedések, üst-alakú sebhelyek. A szonáros méréseken túl olyan szeizmikus tomográfiai méréseket is végeztek, amellyel a tómedret kitöltő üledék felső 35 méternyi része vált átláthatóvá, kb. 8 centis felbontással. Ráadásként egy automata búvár eszközt is leküldtek a tófenékre, hogy vizuális megfigyeléseket is gyűjtsenek. Az előzetes eredmények szerint kapcsolat áll fenn a tófenék morfológiája és a gázok feltörése közt, és következtetni lehet arra is, hogy a morfológia miként befolyásolja a vulkáni gázok távozását.

A csoport egy újszerű lehetőségeket is megvizsgált: a felszínre helyezett infrahang és szeizmikus érzékelők is lehetővé teszik a vulkánok vizsgálatát, vizes környezetben. Például a kutatók ez esetben egy hidrofon (víz alatti mikrofon) segítségével is megvizsgálták a tó fenekéről távozó buborékok hangját, hasonló mérést már más vulkáni tavakon is végeztek, és úgy tűnik, hogy ezzel a módszerrel is megfigyelés alatt lehet tartani az aktivitást.

Egy másik csoport az úgynevezett limnikus kitörés lehetőségét nézte meg meg. A kifejezés olyan (vulkáni) gázkibocsátáshoz kötött eseményt jelent, amelynek során a víz alatt feltörő gázok nem apránként jutnak a felszínre, hanem a vízben oldott formában tárolódnak, majd a víz telítődésekor hirtelen nagy mennyiségben szabadulnak fel. (Ilyen eset volt a kameruni Nyos-tónál 1986-ban, több mint 1700 ember és 3500 háziállatot ölt meg a felszabaduló több százezer tonna CO2 gáz.) A limnikus kitörésekhez olyan vízi rétegződésre van szükség, amelyben az alsóbb rétegek vize nem keveredik, s a mélység miatt nagy a nyomás, így hasonló helyzet alakulhat ki, mint a szénsavas italos palackokban. Bármiféle zavarás hatására azonban a gáz felszabadul (ahhoz hasonlóan, ahogy a felrázott szódás üvegben is), s a tó felszínére érve ott egy olyan légréteg alakulhat ki, amelynek rendkívül csekély az oxigéntartalma, s így az e rétegben tartózkodó emberek, állatok megfulladnak.
A Laacher See esetében elektromos ellenállási tomográfiás és átmenő elektromágneses mérésekkel a tó vizének felszínén vizsgálták meg, hogy fennáll-e a víz hőmérsékleti rétegződése. Az előzetes eredmények szerint egyértelműen kimutatható volt a Laacher See rétegződése. Úgy tűnik, ezekkel a módszerekkel jól monitorozhatóak a limnikus kitörésekre képes tavak, s ezzel a környező népesség védelmét szolgálják az ilyen mérések.

A 2019-es Laacher See expedíció során számos olyan modern módszert próbáltak ki a kutatók, amelyekkel a vulkánok monitorozásában a gázbuborékokat segítségül lehet hívni, olyan részletek tárultak fel a gázok felszabadulásának körülményeiről, amelyek nagyban segíthetik mind a vulkáni, mind a limnikus kitörések előrejelzéseit.

Forrás: Égen – Földön – Föld alatt

#tó #laacher see #geológia