Döbbenet: vulkánkitörés készül Németországban?

Látkép az Eifel-hegységre

Az elmúlt hetekben a médiában, különösen a német sajtóban végigszaladt a hír: egy kutatócsoport földrengésadatokat elemezve arra a következtetésre jutott, hogy magmamozgás történik a keleti Eifel területén található Laacher See térsége alatt. A hírt vegyes visszhang fogadta, amin belül nem kevés volt a meglepődéssel teli megrökönyödés: Németország egy nyugati területe alatt magma mozgolódik, és ez akár ki is törhet?

Amiről nincs tapasztalat, nem biztos, hogy nem következik be

Nos, jelenlegi ismereteink szerint egyelőre nem kell ettől tartani, azonban van egy nagyon fontos tanulság, amit a modern kor emberének meg kell értenie: először is, amit nem tudunk, nem biztos, hogy nincs; másodszor pedig amiről nincs tapasztalatunk, nem biztos, hogy nem következik be!

A látszat néha csal. Festői kis település, Kronenburg az Eifel-hegység szelíd lankái között. A felszín alatt a mélyben azonban láthatatlan erők működnek Forrás: Flickr

Innentől kezdve pedig a friss tudományos eredmény és annak fogadtatása, értékelése igen tanulságos, nézzünk tehát a hír mögé! A német kutatócsoportnak a Geophysical Journal International szakfolyóiratban megjelent tanulmánya arról számol be, hogy a földrengések észlelésére kitelepített szeizmográfok DLF-jeleket rögzítettek,

és ezek úgy értékelhetők, hogy 10-40 km mélységben magma mozoghat.

A potsdami geofizikusok által észlelt tektonikus eredetű és DLF-földrengések jelei Forrás: tuzhanyo.blogspot.com

Először vegyük szemügyre, hogy mit is jelentenek az úgynevezett DLF-földrengések. A DLF rövidítés "deep low-frequency", azaz mélyen kipattanó kis frekvenciájú földrengést jelent. Földmozgást különböző események okozhatnak: kőzettestek mozdulnak el egymás mellett vagy egymásra csúszva -

ezek a legnagyobb energiafelszabadulással járó, nagy frekvenciás, úgynevezett tektonikus eredetű földrengések.

A potsdami geofizikusok által észlelt tektonikus eredetű és DLF-földrengések kipattanási mélysége a nyugatnémet Laacher See térsége alatt Forrás: tuzhanyo.blogspot.com

Ezek jellemzően olyan földrengések, amelyek frekvenciája mindössze 1-10 Hertz, ami jóval alacsonyabb, mint az előzőeké.

Az ilyen földrengéseket az emberek nem is észlelik.

Ezek olyan földmozgások, amelyek nagy mélységben pattannak ki, és amelyek oka folyékony vagy gáznemű anyag áramlása kőzetrepedésekben, hasadékokban.

Kilátás az Eifel-hegységre Forrás: Flickr

Ezek gyakoriak vulkáni területeken és általános vélemény szerint nagy mélységben alapvetően a magma mozgása idézi elő.

Ami a mélyben zajlik, azt a felszínen is foghatjuk

Képzeletben szálljunk le több tíz kilométeres mélységbe a föld alá, és nézzük meg, vajon mi történik ott? A magma felemelkedése nem kézenfekvő folyamat.

Robbanásos vulkánkitörés. A földköpenyben keletkezett magmát a sűrűségkülönbségen alapuló felhajtóerő készteti a felszín felé történő mozgásra Forrás: AFP/Azwar Ipank

A földköpenyben keletkezett magmát a sűrűségkülönbségen alapuló felhajtóerő készteti a felszín felé

történő mozgásra. Van azonban egy bökkenő: felette nincsenek megnyílt kőzethasadékok, nincs gyors felnyomulást elősegítő, felszínig húzódó repedés!

A vulkánok akár nagyon hosszú ideig is szunnyadhatnak. Csak szakemberek képesek felismerni, geológiai, illetve geofizikai és vulkanológiai megfigyelések, illetve bizonyítékok alapján, hogy mi történik valójában a békésnek látszó felszín alatt Forrás: Harangi Szabolcs

A magma felett több kilométer vastag, szilárd kőzettest van.

Akkor, hogyan juthat a magma a felszínre és építhet, táplálhat egy tűzhányót?

Ehhez saját magának kell töréseket, repedéseket létrehozni a kőzettestben addig, amíg csak a felszínre nem ér. Ez pedig nagy segítség a vulkanológusoknak!

A magmának hatalmas nyomóerővel kell rendelkeznie ahhoz, hogy áttörve a kőzetrétegeket, a felszínre törjön Forrás: Martin Ritze

A magmának akkora belső nyomóerővel kell rendelkeznie (ami megint csak: a sűrűségkülönbségből származó felhajtóerőből ered), hogy az nagyobb legyen a felette lévő kőzetek szakítószilárdságánál, és emiatt a kőzettest eltörjön. A kőzettörés pedig földrengést okoz,

a kialakult repedésben való magmamozgás pedig szintén földrengéssel jár együtt.

Ezeknek, ahogy a fentiekben láttuk, különböző jelei vannak a szeizmogramokon, azaz ami a mélyben zajlik, azt a felszínen is foghatjuk.

A felszínre kiömlött magma, a láva, nagy pusztítást végezhet Forrás: USGS

Ez pedig jó hír, hiszen azt jelenti, hogy szükség van vulkánszeizmológusokra, akik elvégzik az észleléseket, értelmezik a jeleket, és megmondják ez alapján, hogy mi történik. Most tulajdonképpen ez történt Németországban is, de!

Szelíd felszíni lankák, fortyogó mélység

De ehhez kellenek a megfelelő műszerek is, mert anélkül ez nem megy. Az ilyen DLF-földrengéseket csak az igen nagy érzékenységű szeizmográfok képesek észlelni. Mondhatni, ez a tanulmány nem jöhetett volna létre, ha 2013-ban nem telepítenek ki e térségbe egy nagy érzékenységű műszerekből álló szeizmikus hálózatot.

A potenciális vulkánkitöréssel fenyegető centrum, a Laacher See sűrűn lakott területek közelében fekszik Forrás: Google Earth

Ehhez pedig hosszú út vezetett. A szakemberek, különösen a vulkanológia egyik legnagyobb alakja, Hans-Ulrich Schmincke és vulkanológus társai már régóta hangoztatják,

hogy az Eifel térsége bár nyugodtnak tűnik, azonban a múlt vulkáni működése arra figyelmeztet, hogy lehetnek újabb kitörések.

Hans-Ulrich Schmincke a nemzetközi hírű német vulkanológus régóta arra figyelmeztet, hogy az Eifel térségében bármikor lehet ismét vulkánkitörés Forrás: Alchetron

Márpedig ezek, mondhatni, "bármikor" bekövetkezhetnek! A "bármikor" ebben az esetben azt jelenti,

megvan erre a lehetőség, de nem tudjuk megmondani, hogy mikor.

Lehet ez a következő hetekben, de lehet, hogy csak évszázadok vagy évezredek múlva történik meg.

A szelíd Eifel-hegység egy 19. századi romantikus festményen. A hegyvidék alatti mélység korántsem tűnik olyan szelídnek, mint a felszín Forrás: Wikimedia Commons

Persze mondhatni, hogy ó, hiszen minden annyira nyugodt, ezért biztos az utóbbi a valószínűbb és akkor minek feleslegesen aggódni. Azonban itt térek vissza a bevezetőben említett két fontos pontra: ez a gondolkodás az emberi elme azon tulajdonságából fakad, hogy általában abból ítélünk, amit tapasztaltunk, amiről van tudásunk, az összes többi dolgot pedig valószínűtlennek vagy egyenesen lehetetlennek ítéljük.

Amit nem ismerünk, az attól még létezhet

Pedig a természet nem így működik! Sok vulkán működése olyan, hogy az egyes kitörések között

nagyon sok idő, akár több ezer vagy több tízezer év is eltelhet.

Az indonéziai Tambora 1815 áprilisában úgy tört ki és okozta a történelmi idők legnagyobb hatású kitörését, hogy előtte, a jelenlegi tudásunk szerint, akár 4000 évig is szunnyadt.

A Tambora tűzhányó krátere Forrás: Wikimedia Commons

Vajon ki mondta volna meg 1815 januárjában, hogy az inaktívnak gondolt, dús növényzettel borított hegy rövidesen kitör,

méghozzá nem is akárhogyan. Számos hasonló példát lehetne még felsorolni, talán érdemes az előző év végén történt Anak Krakatau esetét, mint közeli eseményt felhozni.

Izzó lávafolyam hömpölyög le az Anak Krakatau oldalán Forrás: SummitPost

2018. december 22.-én este a vulkáni sziget kétharmada a tengerbe omlott, és ez több mint 400 ember halálát okozó szökőárat okozott. Nem volt még megfigyelés arra, hogy egy vulkáni sziget így megsemmisülhet, és ez minden jel nélküli szökőárat okozhat.

A december 22-i szökőár teljesen váratlanul csapott le Forrás: Meredeka

Akkor tehát féljünk, mert bármikor bekövetkezhet olyan, amiről nem tudunk? Nyilván, ez sem jó megoldás.

A Fülöp-szigeteki Pinatubo eruptív kitörése 1991-ben. A vulkáni tevékenység minél alaposabb megismerése nélkül nem lehetséges a kitörések hatékony előrejelzése Forrás: U.S. Geological Survey

A tudósok, a tudományos vizsgálatokat végző szakemberek, mint például a vulkanológusok (geológusok, geofizikusok, geomorfológusok stb.) többek között azért kutatják a vulkánokat, legyenek azok aktívak, vagy akár már régóta inaktívak,

hogy megismerjék a tűzhányók működését, mégpedig a forrástól, azaz a magma kialakulásától kezdve, a magmakamra folyamatokon keresztül egészen a felszínig,

azaz a vulkáni működés lefolyásáig, hogy ezeket az ismereteket összerakva segítsék a jövőbeli kitörések hatékony előrejelzését, hogy emberi életeket, anyagi javakat óvhassanak meg. Sosem lehet tudni, mikor lesz szükség a gyarapodó tudástárra!

Az Anak Krakatau vulkánt erős aktivitás jellemzi Forrás: Wikimedia Commons

Az Anak Krakatau esetében egy kutatócsoport már 2012-ben leírta és közzétette, hogy mi várható, és az elemzésük, előrejelzésük tökéletesen bekövetkezett.

Hosszú idő alatt láthatatlanul épülhet fel a lábunk alatt egy hatalmas magmatározó

Az Eifel korábbi vulkáni működéséről, a lehetséges jövőbeli vulkáni kitörésekről a Tűzhányó blog 7 évvel ezelőtti egyik írásában már írtam. Schmincke professzor és társai, mondhatni, meghökkentő felvetéseit, miszerint ezen a területen lehet még vulkánkitörés, végül tett követte és 2013-ban érzékeny műszereket helyeztek ki a térségbe.

Mennyire aktív a németországi Eifel térsége? A Laacher See tavában felemelkedő széndioxid-gáz buborékok a földkéreg mélyebb részén lévő bazaltos magmából származnak Forrás: Harangi Szabolcs

Ezek a műszerek pedig jeleznek, mégpedig jeleznek olyat, amiről másként nem tudnánk, mégpedig azt, hogy a magma mozog néhány 10 kilométer mélységben! A mélybeli magmamozgás kimutatása a szakembereket nem lepte meg.

Gejzír nem Izlandon, hanem - bármilyen meglepő is - Németországban. A Laacher See-hez közeli Andernach "gejzírje" szintén a mélyben zajló folyamatok intő jele Forrás: Harangi Szabolcs

Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport évek óta vizsgálja a Kárpát-Pannon térségben lévő egykori bazaltvulkánokat.

A detektívszerű kutatás eredményeit számos tanulmányban jelentettük meg, a legutóbbit mindössze néhány hete.

A szerző (a képen középen állva) a Csomád vulkáni rétegsorát vizsgálja Forrás: Harangi Szabolcs

Ezek legfontosabb üzenete, hogy a vulkáni kőzetekben lévő kristályok elemzése alapján rekonstruálható az, hogy a vulkánkitörések előtt a földkéreg és földköpeny határán hosszú időn keresztül épülhet egy kiterjedt bazaltos magmatározó.

A Kárpát-medencében utoljára kitört vulkán, az erdélyi Csomád Forrás: Picasa

Ez tehát egy természetes folyamat, és egy ilyen eseménysor segít abban, hogy észleljük azt, hogy a térség még mindig aktív.

Egy ilyen magmatározóból aztán nagyon gyorsan, számításaink szerint néhány nap alatt felszínre törhet a bazaltos magma.

Ez azt jelenti, hogy a nyugodt helyzet gyorsan változhat, mondhatni "bármikor".

A potsdami geofizikusok által elmúlt években észlelt földrengések a Laacher See térségében. A körök tektonikus földrengéseket, a csillagok DLF-földrengéseket jeleznek Forrás:tuzhanyo.blogspot.com

A kérdés ismét előjön: rendben, de akkor mit tehetünk?

A válasz az, amit a német szakemberek is végeznek: ha úgy véljük, hogy egy terület még aktív, és vélelmezhető akár vulkánkitörés is, akkor először érzékeny műszereket kell telepíteni, hogy megtudjuk, vajon ez az aktivitás jelenleg zajlik-e. (A németországi esetben ez beigazolódott.)

Az egykori vulkáni terület, a Laacher See az Eifel-hegységben Forrás: Google Earth

De szükség van alapkutatásokra is, hogy jobban megértsük milyen folyamatok adhatnak jeleket,

és tudnunk kell hogyan értelmezhetők a jelek, és vajon összeköthetők-e a kutatások által rekonstruált lehetséges folyamatokkal?

Csak a folyamatos megfigyelés segíthet

Mindez rendjén való, de a kérdés még mindig az, ami az olvasót is érdekelheti, hogy akkor lesz-e vulkánkitörés a keleti Eifel térségében?

Nos, nem biztos, hogy tetszik a válasz, de egyelőre még nem tudjuk!

Nem tudjuk, hogy a földkéreg mélyebb részein zajló magmamozgás a közeljövőben, vagy akár bármikor is vulkánkitöréshez fog-e vezetni, de nem zárhatjuk ki azt sem, hogy ez bekövetkezhet!

A Laacher See alatt a földkéregben jelentős magmamozgások mutathatók ki Forrás: Flickr

Erre a jelenlegi ismereteink szerint kicsi a valószínűség, azonban ha ez bekövetkezik, akkor ennek nagyon súlyosak lehetnek a következményei.

A Laacher See vulkáni eredetű kráterlejtője SD szelvényábrán Forrás: ResearchGate

Marad tehát az észlelés, sőt, mivel a kezdeti megfigyelés arra utal, hogy valóban zajlanak olyan mélybeli folyamatok, amik lehetőséget adhatnak vulkáni működésre, ezért a következő fontos lépés a folyamatos megfigyelés, azaz monitorizálás.

Alkony az Eifel-hegységben Forrás: Flickr

Ez ad reményt arra, ha megindul egy olyan folyamat, hogy a magma felhajtóereje rohamosan töri fel a felette lévő kőzettestet és felszínre tör, akkor azt kellő időben észlelni tudjuk.

A német szakemberek tanulmányának ez a legfontosabb tanulsága,

ehhez azonban nélkülözhetetlen az a tudástár, amit a vulkanológiai kutatások során, szerte a Földön megszerzünk!

(A szerző az MTA doktora, az ELTE Kőzettan-Geokémiai tanszékének tanszékvezető egyetemi tanára, és az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport vezetője)