A Csomád alatt még mindig lehet folyékony magma

A szakma egyik legtekintélyesebb folyóiratában a minap publikált felfedezés szerint a Csomád kőzeteiben lévő cirkonkristályok azt mutatják, hogy a hegy alatt lévő magmatározóban még mindig lehet folyékony magma. Ennek alapján nem lehet kizárni a jövőbeli kitöréseket. A vulkanológusok szerint más kialudtnak hitt tűzhányók gyomrában is lehet kristályokban gazdag magma, azaz kristálykása, így azok sem tekinthetők inaktívnak, csak szunnyadnak. Előre bocsátjuk, nem arról van szó, hogy a Csomád holnap vagy akár a mi életünkben kitörne. Ugyanakkor kétségtelen, hogy megvan a lehetősége egy jövőbeli kitörésnek – olvasható az mta.hu oldalán.

Harangi Szabolcs, az MTA levelező tagja, egyetemi tanár, a ELTE TTK Földrajz- és Földtudományi Intézet igazgatója 2002-ben hallott először arról, hogy nem zárható ki az erdélyi Csomád vulkán kitörése a jövőben. Minthogy a Kárpát-medencében már több tízezer éve nem volt tűzhányókitörés (az utolsót 30 ezer évvel ezelőtt éppen a Csomád produkálta), a kutató erre a felvetésre felkapta a fejét. Ezzel kezdődött a lassan két évtizede tartó kutatássorozat, amelynek révén a magyar vulkanológusok rendkívüli részletességgel megismerték a Csomád földtörténeti múltját, jelenét, és képesek előrejelzéseket tenni a jövőre vonatkozóan is.

„Már a korai Csomád-kutatásaink is számos újdonsággal szolgáltak, ezért amikor sikeres pályázás után 2013-ban megalapíthattuk az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportot, akkor ezt választottuk fő kutatási területünknek. A vulkán működésének összes aspektusát szeretnénk a lehető legteljesebben megismerni – mondja Harangi Szabolcs. – A geofizikai méréseknek köszönhetően a vulkán alá is le tudtunk nézni. Csak úgy ismerhetjük meg igazán a vulkánok természetét, ha megértjük az alattuk található magmatározó rendszert. Ehhez a vulkáni kőzeteket kell segítségül hívni: a korábbi kitörések során a felszínre került anyagot vizsgáljuk. Egyszerre nézzük a benne lévő kristályok megjelenését, illetve a kémiai összetételüket, és e mozaikdarabkákból rakjuk össze a teljes történetet.”

A 2015-ben publikált újszerű geofizikai vizsgálatok eredményeként olyan fizikai anomáliákra derült fény, amelyek eltértek a földkéreg szokványos jellemzőitől.

A legárulkodóbb az elektromos vezetőképesség volt, amely akkor nő meg egy kőzettestben, ha ott, a föld mélyén folyadék (pl. kőzetolvadék) található. Vagyis arra következtettek, hogy még ma is lehet magma a vulkán alatt. Ezzel párhuzamosan kezdődött a múltbeli kitörések idejének meghatározására irányuló vizsgálatsorozat. Az elszenesedett növénymaradványok tanulmányozásából akkor azt már lehetett tudni, hogy a legutolsó kitörés 30-32 ezer évvel ezelőtt történt. De ezzel a módszerrel csak a legutolsó kitörés időpontját tudták megállapítani. Ugyanakkor a korábbi kitörések ismeretére is szükségük volt ahhoz, hogy megtudják, ez a 30 ezer év hosszú vagy rövid idő a vulkán kitörési gyakoriságának fényében.

Ehhez is merőben új megközelítésre volt szükség, és a kutatócsoport ezzel a céllal a világon az elsők között kezdte meg a vulkáni kőzetekben lévő cirkonásványban található héliumizotópok vizsgálatát.

A hélium mellett mérték a kristályok urán-, tórium- és ólomizotóp-tartalmát is, amiből megállapítható a kristályok keletkezési kora. A most publikált kutatásban a tanulmány vezető szerzője, Lukács Réka több mint 500 cirkonkristályban határozta meg az izotóparányt. E kristályokat a Csomád számos kitöréséből származó kőzetekből izolálták, így a minták magukba foglalták a vulkán teljes aktivitástörténetét.

„A tudományos eredményeink alapján elmondhatjuk, hogy a Csomád kitöréstörténete összehasonlítva a világ más tűzhányóival, az egyik legrészletesebben feltárt – érvel Harangi Szabolcs. – A vulkánkitörések idejének meghatározása mellett arra is sikerült bizonyítékot találni, hogy az egyes kitörések között nagyon hosszú, akár 100 ezer éves szunnyadási időszakok is voltak. És aztán megint kitört a vulkán. A Csomád legutolsó aktív időszaka 160 ezer évvel ezelőtt kezdődött, és ekkor is voltak hosszabb szünetek a működésében. Mindezek alapján úgy értékeltük, hogy a Csomád egy tipikusan hosszan szunnyadó tűzhányó. Az utolsó kitörése óta eltelt 30 ezer évet is úgy kell kezelnünk, hogy volt már ilyen a múltban is, majd újabb kitörésekre került sor.”

A vulkánok kitörése rendkívül tág határok között ismétlődhet. Vannak tűzhányók, amelyek szinte folyamatosan aktívak, mások pedig sok ezer évet is várhatnak a következő aktivitásig. Azonban a szunnyadó vulkánok alatt is lehet magmatározó, amely nem teljesen folyékony magmát, hanem több mint 50 százalékban szilárd, kristálytartalmú, úgynevezett kristálykását tartalmaz. Ez fizikailag nem képes a felszínre törni, a kitöréshez a folyadék-, azaz olvadékfázisnak kell túlsúlyba kerülnie. Mint a Csomád esetében is bebizonyosodott, a kristálykása állapot több mint 100 ezer évig is fennmaradhat a magmatározóban.

A cirkonkristályok izotóptartalmának vizsgálata alapján a magyar-román-svájci-német kutatási konzorcium munkatársai megállapították, hogy a cirkon nagy része jóval több mint 160 ezer évvel ezelőtt keletkezett. A hegy alatti magmatározó pedig még sokkal régebben, félmillió évvel ezelőtt vagy még régebben alakulhatott ki – írják az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport honlapján. Mivel a kitörési képződményekben az egymástól több százezer év különbséggel kialakult cirkonkristályok keveredtek, a kitörések alkalmával a kristálykása mindig jól felkeveredett. Vagyis a kőzetolvadék folyamatosan jelen volt, akkor is, amikor a tűzhányó a jelenleg is tartó szunnyadási időszakánál sokkal hosszabb ideig nyugodott.

Minden okunk megvan tehát feltételezni, hogy a jelenlegi is csak egy időleges szunnyadási periódus.

Modellszámításokkal a kutatócsoport tagjai azt is megállapították, hogy a folyamatos magmautánpótlásnak hála a Csomád alatt 35 köbkilométer térfogatú magmatározó jöhetett létre, amelyet 700 Celsius-fok hőmérsékletű kristálykása tölt ki. A kitörések előtt nagy mennyiségű friss magmát kap a tározó, így a folyékony olvadék aránya 50 százalék fölé ugorhat. Az „ugorhat” kifejezés pontos, hiszen az újraaktivizálódáshoz vezető folyamatok akár félelmetesen gyorsan is bekövetkezhetnek. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a Csomád belátható időn belül kitörne. Jelenleg nem látszik jele annak, hogy a tűzhányó aktivizálódna. Ugyanakkor kizárni sem lehet, hogy ez a jövőben bekövetkezik.

„Számos olyan nagy vulkánkitörés történt a múltban, amelynek nem volt igazán előjele. Vagy nem ismerték fel az előjeleket. Ezért kell kutatnunk a tűzhányókat: hogy minél pontosabban előre tudjuk jelezni a jövőbeli viselkedésüket – mondja Harangi Szabolcs. – Nem kell megijedni attól, hogy kimutattuk, van a Csomád alatt magma. Hiszen csak azt tártuk fel, hogy ez a normális állapot.

A Csomád legutóbbi kitörése óta eltelt 30 ezer év csak emberi léptékben hosszú idő, a vulkán életében nem az. A Föld 1500 potenciálisan aktív vulkánja közül legalább 1000 alatt van magma, jelenleg azonban mégsem kitörésképesek. Vagyis emiatt nem kell aggódni. Kutatni azonban kell, hogy időben felismerjük a jövőben, ha majd már aggódni kell.”