2018. március 12., hétfő

Piciny cirkon kristályokból kinyert idő: milyen hosszan alszanak a tűzhányók?

Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportnak két jelentős tanulmánya jelent meg, amelyekben a közös vonás, hogy régmúlt vulkánkitörések idejét határozták meg és ezek alapján vontak le következtetéseket. A Tűzhányó blog e tudományos munka (ezekben vezető szerepet játszott munkatársam, Lukács Réka és doktorandusz hallgatóm, Molnár Kata) hátterét tárja fel. Az elmúlt héten megjelent blog bejegyzésben először a kormeghatározási munka lényegi elemeit ismertettük, most az egyik tanulmány fő eredményeit mutatjuk be, majd folytatjuk később a másik tanulmánnyal!
Térségünk legfiatalabb tűzhányója a székelyföldi Csomád, amit már több mint egy évtizede kutatunk és aminek eredményeiről a Tűzhányó Blogban is már többször beszámoltunk. A kiindulási pontunk Szakács Sándor kolozsvári geológus-vulkanológus 2002-es konferencia előadása volt, amelyben azt vetette fel, hogy a vulkán még aktivizálódhat. „A kérdés nem annyira abszurd, mint amilyennek látszik” – jegyezte meg Szakács Sanyi. Amiről nem tudunk, nem feltétlenül biztos, hogy nem létezik, amit nem kutatunk, vagy nem merünk kutatni, nem feltétlenül biztos, hogy nem rejt fontos információt akár a társadalomnak is. Elkezdtük tehát a tudományos adatok, megfigyelések gyűjtését, hogy teszteljük Sanyi felvetését. Most pedig már körvonalazódik egy hosszan szunnyadó tűzhányó anatómiája, kórképe. Munkánkban több neves külföldi szakember is részt vesz, ebben különösen fontos a bukaresti Ioan Seghedi vulkanológussal való szoros együttműködés és sok hasznos tanáccsal látott el a helyi Jánosi Csaba is.
A vulkán utoljára 30-32 ezer éve tört ki, azonban számos új kutatási eredmény utal arra, hogy nem tekinthető inaktív tűzhányónak, alatta még lehet olvadéktartalmú magmás test és ezért a lehetőség megvan a további vulkáni kitörésre. Az utolsó kitörés óta eltelt bő 30 ezer év azonban sokaknak hosszú időnek tűnhet. Ha ilyen hosszú ideig nem tört ki egy tűzhányó, akkor az már biztos inaktív, gondolják többen is és ezt látszik igazolni az is, hogy minden nyugodtnak tűnik a térségben.
A Csomád vulkáni együttese fenséges képet nyújt észak felől, belsejében a Szent Anna-tó pedig szintén a szépséget, a nyugalmat tükrözi (Harangi Szabolcs és Fodor István felvételei)

A vulkánok azonban nem így működnek! Egy tűzhányó hajlamát arra, hogy újra kitörjön csak a felszíni megfigyelések alapján nem érthetjük meg. Kutatásaink nagy részt ezért arra irányulnak, hogy a tűzhányó alá nézve tárjuk fel működésének természetét. Tudományos eredményeink alapján egy új elnevezést javasoltunk a Csomádhoz hasonló, hosszan szunnyadó tűzhányókra: PAMS vulkán, azaz potenciálisan aktív magmatározóval rendelkező vulkán (volcano with Potentially Active Magma Storage). Mit takar valójában ez az elnevezés? A vulkanológusok azokat a tűzhányókat nevezik potenciálisan aktívnak, amelyek az elmúlt 10 ezer évben legalább egyszer kitörtek és várható újabb működésük. Sok olyan vulkán van azonban, amelyiknek nem volt kitörése az elmúlt 10 ezer évben és mégis, még a szakemberek sem zárják ki újabb működésüket. A legismertebb példa a Yellowstone, ami utoljára mintegy 70 ezer éve tört ki, a média azonban újra és újra felveti, hogy közeleg nagy kitörése! A PAMS vulkánok tehát azok, amelyek bár nem esnek a potenciálisan aktív tűzhányók kategóriájába és látszólag inaktívak, azonban vannak tudományos megfigyelések arra, hogy alattuk a földkéregben van még magma és ez az olvadéktartalmú magmás anyag megadja a lehetőségét annak, hogy a jövőben vulkáni működés történjék. Az elmúlt években a műholdas radarképek értékelése vezetett oda, hogy a bolíviai Uturuncu vulkán talán mégsem tekinthető inaktívnak annak ellenére, hogy utolsó kitörése mintegy 270 ezer éve volt! Joggal vetődik fel tehát a kérdés, hogy meddig szunnyadhatnak a vulkánok és vajon hosszú, több tíz- vagy százezer év nyugalom után is kitörhetnek?
Kutatócsoportunk új tanulmánya erre a kérdésre adott tudományos adatokkal alátámasztott választ. Molnár Kata doktori témája egy olyan kormeghatározási módszer, ami viszonylag új, különösen fiatal vulkáni kitörések idejének meghatározására. Ahogy az előző héten közreadott blogbejegyzésben írtuk, a geokronológiai vizsgálatokban valójában annak az idejét határozzuk meg, hogy mikor hűlt le a rendszer egy olyan hőmérséklet alá, amikor az izotópok már nem távoznak el az adott ásványból, azaz kialakul a zárt rendszer. Ez minden izotópra és ásványra más hőmérsékleten következik be. Az urán izotópok radioaktív bomlása során felszabaduló hélium 150-180 Celsius fok alatt marad meg a cirkon kristályban. A cirkon kristályokban lévő hélium és urán izotópok mérése alapján, a radioaktív bomlás, a hélium izotóp kilökődési hatása, valamint az izotópok kristályba való belépési viszonya alapján kiszámolhatjuk, hogy mikor történt ez a záródás, mikor történt ez a lehűlés. Ez pedig nem más, mint maga a vulkáni működés ideje, amikor a magma több mint 700 Celsius fokos hőmérsékletről a felszínre törve hirtelen 150 Celsius fok alá hűlt. Szerencsére a csomádi vulkáni kőzetekben bőségesen van cirkon kristály, így meghatározható a kitörési kor!
Ezekből a piciny kristályokból, melyek mérete akkor mint a hajszál vastagsága, határozható meg a vulkánkitörések kora. Jobbra a Bálványos, ami az új kutatási eredmény alapján 583 ezer éve keletkezett egy lassú lávakitüremkedés során (Molnár Kata és Harangi Szabolcs felvételei)

A Csomád vulkáni terület remek lehetőséget ad arra, hogy ne csak a vulkánkitörések idejét, hanem a kitörések közötti szunnyadási időszakok hosszát is meghatározzuk. A Csomád egy vulkáni mező tagja, egy hosszú ideje tartó vulkáni működés eddigi legutolsó epizódját adja. Kezdetben kisebb láva kitüremkedések történtek, a nehezen folyó dácitos magma nem tudott szétfolyni, hanem csak dagadt, dagadt kifelé és egy meredek oldalú kupacot hozott létre. Ezeket dagadókúpoknak nevezzük. A vulkánkitörések nem egy helyen, hanem elszórtan történtek, mint mezőn a vakondtúrások. Így keletkeztek a Bálványos, a Büdös-hegy, a Nagy-Hegyes és a Bába Laposa kúp alakú vulkáni hegyei. Számunkra ez szerencsés helyzetet adott, mert így minden kitörés képződményét megmintázhattuk és meghatározhattuk a vulkáni működések idejét. Korábban Szakács Sándor, Ioan Seghedi és Pécskay Zoltán végzett kormeghatározást több vulkáni kőzeten, ők egy másik geokronológiai módszert használtak, a kálium és argon izotópok mérése alapján arra következtettek, hogy ezek a lávadómok 500 ezer és 2 millió év közötti időszakban jöttek létre, maga a Csomád vulkáni komplexuma pedig mintegy 500 ezer éve kezdődött kialakulni. Új koradataink arra utalnak, hogy minden fiatalabb, mint azt korábban gondolták! A kálium és argon izotópokon alapuló rendszer esetében problémát jelenthetett az, hogy az ásványokba olyan argon is beépülhetett, ami nem radioaktív bomlásból származott, ezért jöttek ki idősebb korok.
A cirkon urán-hélium kormeghatározás esetében egy másik geokronológiai eszközt is használtunk. Az urán-ólom és urán-tórium izotóp mérésekkel a cirkon kristályok képződési idejét határoztuk meg. Ez utóbbiak segítségével megtudtuk, hogy mi az a kor, aminél a kitörési idő csak fiatalabb lehet. Ezt az időt végül a hélium és urán izotópok alapján számolt koradatok alapján pontosítottuk: így például megtudtuk, hogy a népszerű kirándulóhelynek számító Bálványos 583 ezer, a Büdös-hegy pedig 642 ezer éve keletkezett (30, ill. 40 ezer éves hibahatáron belül), a Csomád mellett emelkedő Nagy-Hegyes pedig 842 ezer éves kitörés emlékét őrzi. Rámutatunk arra is, hogy a Csomád körüli vulkáni lávadóm mező első kitörései nem több mint 1 millió éve voltak. Mindezt nem csak a koradatok, hanem a vulkáni kőzetek kémiai összetétele alapján is bizonyítani tudtuk. A vulkáni kitörések között pedig akár több mint 100 ezer év is eltelhetett! Maga a Csomád vulkáni komplexuma is úgy tűnik több, mint 100 ezer éves nyugalom után kezdett kialakulni. Az első kitörések 150-170 ezer éve voltak, majd tartottak kb. 100 ezer évvel ezelőttig. Akkor megint több tízezer éves szünet következhetett. A vulkáni működés aztán heves robbanásos kitörésekkel újult fel és ez az 57-32 ezer évvel ezelőtti időszak volt eddig az utolsó aktív vulkáni működési felvonás. Kérdés, hogy felgördül-e még újra a függöny, hogy legyen folytatás!
Balra a Nagy-Hegyes lávadómja, ami 842 ezer éve keletkezhetett, valahogy így, mint a karibi Soufriére Hills dagadókúpja (Harangi Szabolcs és Richard Roscoe felvételei)

A vulkáni kitörési korokból tehát összeállt a kép, mégpedig egy meglehetősen lustán működő vulkáni terület képe. Az aktív kitörési szakaszokat hosszú idő, nem egyszer több mint 100 ezer éves nyugalmi időszakaszok választották el egymástól! Más szóval, a vulkáni működés még több mint 100 ezer éves nyugalom után is felújult! Ez pedig tudományos adatokkal támasztja alá, hogy csak abból ítélni, hogy milyen hosszú ideje, például több tízezer éve nem működik egy vulkán, nem lehet, az nem jelenti azt, hogy a tűzhányó már inaktívvá vált! Ennyire részletes koradatokkal, jól elkülöníthető vulkánkitörések idejének meghatározásával még nem sok munka jelent meg a vulkánok szunnyadási időszakok hosszára, ezért új tudományos eredményünk nagy fontosságú ebben a témában. Ráirányítja a hosszan szunnyadó vulkánok kutatására figyelmet, hiszen ezek a tűzhányók különösen nagy potenciális veszélyt jelentenek a társadalomra, mivel olyan vulkánokról van szó, amelyek esetében nem sokan gondolnák, hogy kitörhetnek, így esetleges működésük felkészületlenül érheti a környező lakosságot. Márpedig ilyenre van példa a történelmi időkből: a globális kihatású és súlyos következményekkel járó Tambora 1815-ös kitörése legalább ezer, de nem kizárt, hogy több mint 4000 éves nyugalmi idő után történt. A mexikói El Chichon 1982-es kitörése előtt nem gondolták, hogy a fákkal sűrűn borított hegy még veszélyt jelenthet, aztán heves robbanásos kitörése több mint 3000 áldozatot szedett. A szumátrai Sinabungról sem gondolták 2010 előtt, hogy még kitörhet, nem is állt megfigyelés alatt, hiszen nem volt bizonyított kitörése az elmúlt 10 ezer évből (ez persze fakadhat abból is hogy nem történtek pontos kormeghatározási vizsgálatok a kőzetein). 2010-ben aztán váratlanul kitört, most pedig a Föld egyik legaktívabb és legveszélyesebb tűzhányója.
A székelyföldi Csomád kutatása hozzájárulhat ahhoz, hogy jobban megértsük, miért alszanak ilyen hosszan a tűzhányók és miért ébrednek fel hosszú "csipkerózsika álmukból", mi játszódik a mélyben, hogy elkövetkezzen ez a pillanat! Jelenleg nem utal semmi arra, hogy a Csomád közelgő kitörés előtt áll! Azonban ez a látszólagos nyugalom nem jelenti azt sem, hogy ez mindig így marad. A mélybeli magmakamra folyamatok megértésével kutatásaink segítik azt, hogy tudjuk milyen jelek várhatók egy esetleges kitörés előtt és bízzunk benne, hogy e jeleket majd műszerek is foghatják!
A Csomád vulkáni lávadóm mező kitörési kronológiája a szunnyadási időszakok hosszával kutatócsoportunk szabadon letölthető, új tudományos eredményei alapján


Best Blogger Tips

2018. március 9., péntek

Piciny cirkon kristályokból kinyert idő: régmúlt vulkánkitörések idejének meghatározása

Az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportnak két jelentős tanulmánya jelent meg, amelyben a közös vonás, hogy régmúlt vulkánkitörések idejét határozták meg és ezek alapján vontak le következtetéseket. A Tűzhányó blog e tudományos munka (ezekben vezető szerepet játszott munkatársam, Lukács Réka és doktorandusz hallgatóm, Molnár Kata) hátterét tárja fel, először ismertetve a kormeghatározási munka lényegi elemeit, majd a következő két blog bejegyzésben az új koradat eredményeken alapuló következtetéseket mutatjuk be.
Hogyan lehet meghatározni a földtörténeti múlt eseményeinek idejét? Izgalmas kérdés mindez és számtalan tudományterülethez ad nélkülözhetetlen adatokat. A kormeghatározás fizikai háttere a radioaktív bomlás folyamata, amit bő egy évszázada fedeztek fel. Nem sokkal a felfedezés után már megindult a földtudományi alkalmazása, urán tartalmú ásványok korát határozták meg, majd a figyelem gyorsan egy egyszerűnek kérdés megválaszolása felé fordult: milyen idős a Föld? Arthur Holmes könyve a Föld koráról forradalmi változást indított el (és kezdetben persze nem kevés felzúdulást, ellenállást, vitát váltott ki).
A rádium izotóp alfa-részecske kilökődésével járó radioaktív bomlása és a 238 tömegszámú U izotóp többlépcsős radioaktív bomlási sora, aminek végén 206 tömegszámú ólom izotóp képződik

A radioaktív bomlás elsősorban a nagy tömegszámú izotópok esetében lép fel, amikor egy elem neutronban viszonylag gazdag vagy szegény, ezért nem stabil izotópja (izotópnak nevezzük egy adott elem különböző neutronszámú, azaz tömegszámú atomjait) energia felszabadulás közben bomlik és ennek során egy másik elem izotópja keletkezik. A radioaktív bomlás időbeni lejátszódása egy állandó folyamat, a felezési idő megadja, hogy mennyi idő alatt bomlik le a kezdetben jelenlévő összes radiogén atommag fele. A különböző radioaktív folyamatok (adott bomló izotóp és keletkező izotóp rendszerére vonatkoztatva) felezési ideje nagy pontosággal meghatározható és ez adja alapját a kormeghatározásnak.
A kormeghatározás, azaz egy földtörténeti múltbeli esemény idejének meghatározása (ezt geokronológiának nevezik) során nem időt mérünk, hanem vizsgáljuk egy adott képződményben a radioaktívan bomló és a radioaktív bomlás során keletkező izotópok mennyiségét. A földtudományban olyan izotóp párokat használnak e célból, amelyek (1) felezési ideje nagy (jellemzően több százmillió év vagy ennél is nagyobb) , azaz nem bomlott le még az összes instabil izotóp; (2) mind a bomló, mind a keletkező izotóp mennyisége mérhető nagyságban van; (3) nagy pontossággal ismert a felezési idő. A különböző izotóp párok közül manapság a leggyakrabban az urán és tórium instabil izotópjait és a radioaktív bomlás során keletkező ólom izotópokat mérik, e mellett azonban még számos gyakran használt izotóprendszer van, mint például a Kálium és Argon izotóprendszer. Ha a felezési idő kicsi, akkor időben csak korlátozottan tudunk „visszalátni”, azaz csak egy meghatározott földtörténeti korig tudjuk meghatározni egy esemény bekövetkezésének idejét. Ilyen rendszer például a szénizotópos módszer, ahol a radioaktívan bomló izotóp a szén 14 tömegszámú atomja. A felezési idő ebben az esetben 5730 év, ami azt jelenti, hogy legfeljebb 50 ezer évvel ezelőtti esemény korát tudjuk meghatározni. Ugyanakkor, ez a kormeghatározás pontos adatot ad a „közelmúlt” eseményeinek idejéről, amikor a nagy felezési idejű izotóprendszerek nem alkalmazhatók, mert még nem telt el annyi idő, hogy mérhető mennyiségű származék izotóp keletkezzen a lassú folyamat során. A szénizotópos kormeghatározáshoz azonban kell a szén, azaz szerves anyag. Vulkáni működések korát vagy a vulkáni képződménybe zárt, a magas hőmérséklet miatt elszenesedett növénymaradványokon határozzák meg vagy a vulkáni képződmény alatt lévő talajban található szerves anyagot használják fel erre. Térségünk legutolsó vulkánkitöréseinek idejét szénizotópos módszerrel határoztuk meg. Elsőként a japán Moriya és kutatótársai közöltek pontos szénizotópos kor adatokat, majd Harangi Szabolcs Molnár Mihállyal és kutatótársaikkal együttműködve határozták meg a legfiatalabb kitörés korát a székelyföldi Csomád vulkáni képződményében talált szenesedett famaradványok elemzése során. Innen tudjuk, hogy az utolsó vulkáni működés a jelenlegi koradatok alapján 31230 és 32700 éve volt.
A székelyföldi Csomád eddig ismert legfiatalabb vulkáni képződménye, amelyben szenesedett famaradványok találhatók. Ezek szénizotópos vizsgálata segített meghatározni a vulkáni működés korát

Az 50 ezer évnél régebben történt vulkánkitörések esetében manapság a legelterjedtebben használt geokronológiai módszer a cirkon kristályokon végzett kormeghatározás. Miért pont a cirkon, ami egy cirkónium-szilikát ásvány és első pillantásra nem látunk benne radioaktívan bomló izotópot? Az ásványok kristályrácsába a fő alkotókon kívül, elemhelyettesítéssel beépülhetnek nyomnyi mennyiségben idegen elemek is, ha azok ionjainak mérete és töltése közel van a fő komponenséhez. A cirkon ásványban így a cirkóniumot helyettesíteni tudja a hafnium, továbbá az urán és tórium is. Az uránnak két radioaktívan bomló, instabil izotópja van, a 238 és 235 tömegszámú izotópok, míg a tórium izotópjai közül a 232 tömegszámú atom stabilizálódik radioaktív bomlással. Érdekes módon mindhárom esetben a származék izotóp az ólom valamelyik tömegszámú atomja, a 206, a 207, illetve a 208 tömegszámú izotóp. A radioaktív bomlás ezekben az esetekben nem egy egyszerű folyamat, hanem több lépcsőben megy végbe és közben hélium (He) atommagok szabadulnak fel (ezt alfa-sugárzásnak nevezzük). A He atom 4 tömegszámú, azaz a teljes radioaktív bomlási folyamat során: 8, 7, illetve 6 He atom szabadul fel.
Ezek a nagyon leegyszerűsített fizikai alapok, azonban hogyan lesz ebből egy régmúlt esemény idejének meghatározása? Mit kell a geokronológusnak tenni? A cirkon egy ideális ásvány, mivel van benne mérhető mennyiségű urán, így idő elteltével a radioaktív bomlás során egyre több ólom izotóp (és He izotóp) keletkezik. A modern analitikai műszerekkel már kis mennyiségben is nagy pontosággal mérhetők az izotópok mennyisége vagy izotóparányok értéke. Sőt, most már ott tartunk, hogy lézersugár vagy ionsugár alkalmazásával már nagyon kis mennyiségű anyagból is lehet izotóp meghatározást végezni. Ez pedig egy óriási előrelépés! A cirkon kristályok önmagukban is picinyek, méretük az emberi hajszál átmérőjéhez hasonló: általában 100-300 mikrométer (azaz 0,01-0,03 milliméter). A műszeres technika ma már lehetővé teszi, hogy e piciny ásványokat lézeres vagy ionsugaras nyalábbal gerjesszük, ezzel egy akár egy 30-40 mikrométer átmérőjű területről is tudunk elegendő anyagot a tömegspektrométerbe juttatni, ahol az izotópok mérése történik. Ez azt jelenti, hogy akár megtudjuk mérni az ásvány középső és szélső részének is az izotóparányait, azaz megtudjuk határozni a keletkezés korát. A kérdés azonban még mindig az, hogy miképpen jutunk az izotópok mennyiségéből az időhöz?
Az első lépést az jelenti, hogy egyáltalán össze kell gyűjteni e piciny kristályokat! A kőzeteket ehhez „porrá” kell törnünk és a 100-300 mikrométer nagyságú szemcsék közül ki kell nyernünk a cirkon kristályokat. Ehhez megint jellemző fizikai tulajdonságokat kell segítségül hívni. A cirkon kristály sűrűsége viszonylag nagy, nagyobb, mint általában a kőzeteket alkotó ásványoké. A módszer lényeget tehát, hogy sűrűség szerint választjuk el az apró szemcséket és a legnagyobb sűrűségű szemcsék közé várjuk a cirkon ásványokat. Ez már egy nagy odafigyelést igénylő, több lépcsős, aprólékos munka, ami egyáltalán megalapozza azt, hogy méréseket végezzünk. A vulkáni képződményből kinyert cirkon kristályokon történik az izotópmérés. Azonban mielőtt drága műszerek drága mérési idejét használjuk, pontosan meg kell határozni, hogy mit szeretnénk tudni, egyáltalán minek az idejét szeretnénk meghatározni? Itt pedig nem kerülhetjük meg, hogy ismét ne kanyarodjunk vissza a fizikai alapokhoz!
A cirkon geokronológia háttere

Ahhoz, hogy izotópok mennyiségéből, az adott izotóprendszerre jellemző felezési idő figyelembe vételével meg tudjuk határozni a jókeletkezési időt, fontos feltétel, hogy a keletkezés után az izotópok a kristályba maradjanak, azaz zárt maradjon a rendszer (azaz csak annyi származék izotóp legyen, ami a radioaktív bomlás során keletkezett és annyi instabil izotóp, ami a radioaktív bomlás után visszamaradt). Ez az állapot különböző izotópok, különböző ásványok esetében más és más hőmérséklet elérése után áll be. Ezt a hőmérsékletet záródási hőmérsékletnek nevezzük. Ez pedig egy kulcspont a geokronológiában: a kormeghatározás során azt az időt határozzuk meg, amikor a kristály a záródási hőmérséklet alá hűlt (e hőmérséklet felett ugyanis az izotópok még nem kötődnek meg a kristályban, onnan eltávozhatnak, így mérésükkel nem tudjuk pontosan megmondani, mennyi keletkezett radioaktív bomlással).
Az ásványok keletkezése magmás folyamat során a kőzetolvadékból való kristályosodással történik. A cirkon kristály akkor válik ki, ha a kőzetolvadékban a cirkónium mennyisége már olyan értéket ér el, hogy az olvadék „túltelítetté” válik ebben az elemben. Ez általában 800 Celsius fok alatt történik. A cirkon kristályban kb. 900 Celsius fok alatt már nem távoznak el az U és Pb izotópok, azaz a kristályosodás a záródási hőmérséklet alatt történik. Remek! Ez tehát azt jelenti, hogy a geokronológiai vizsgálattal a cirkon kristályosodás idejét határozhatjuk meg. Nem ez a helyzet a He izotóppal, ami csak 180 Celsius fok alatt marad benn a kristályban. A magmakamrában lévő cirkonból kristályosodása után tehát folyamatosan távozik a radioaktív bomlás során keletkező He. Ahogy azonban vulkánkitörés indul, a 700 Celsius feletti hőmérsékletű magma a felszínre jutva gyorsan lehűl 180 Celsius fok alá. Ekkor tehát záródik már a He is! Amennyiben tehát mérjük a cirkon kristályban lévő He izotópot és az Urán (U) izotópokat, akkor ki tudjuk számolni, hogy a vulkánkitörés óta mennyi idő telt el.
A cirkon kristályok geokronológiai vizsgálata különböző módszerekkel és adott izotóprendszerek különböző ásványokra vonatkoztatott záródási hőmérséklete - a geokronológiában e hőmérséklet alá való hűlés idejét határozzuk meg.

Kiszámolni, kiszámolni… akkor hogyan is határozzuk meg végül az időt? Az elkülönített cirkon kristályokat műgyantába tesszük és addig polírozzuk, amíg feltárul belsejük. Ha egy elektron-mikroszonda műszerrel elektronsugarat bocsátunk rá, akkor láthatjuk is belső felépítésüket: úgy néznek ki, mint az elvágott fák belseje, az „évgyűrűk” ebben az esetben az eltérő környezetben képződött kristálynövekedést jelentik. Az eltérő környezet (hőmérséklet, magma összetétel stb) különböző kémiai összetételű zónákat hoz létre a kristályon belül. A kormeghatározáshoz szükséges izotópok mennyiségét lézer-ablációs ICP-tömegspektrométerrel (ICP=indukciósan csatolt plazma) vagy ionszondával (ekkor oxigén ionsugárral gerjesztjük a mintát, a gerjesztett izotópok itt is tömegspektrométerbe jutnak) mérhetjük. A mérés során ólom és urán izotópok arányát kapjuk meg. A kapott adatok értékelése aztán még egy hosszú folyamat: ismernünk kell a műszer fizikai és kémiai működését, az eredményeket ismert izotópösszetételű mintákkal (sztenderdek) kell összevetnünk, meg kell vizsgálnunk, hogy a kapott adatok alapján valóban fennállhatott a zárt rendszer, stb. A izotóparányokból a felezési idő segítségével, a radioaktív folyamat matematikai egyenletét felhasználva számíthatjuk ki végül a kort, amikor a kristály keletkezett. Így kapunk egy adatsort, mondjuk egy mintából 20-50 egyedi cirkon kristályból mérési eredményeket, különböző korokat. A hélium mérés esetében egy teljes cirkon kristály hélium-izotóp tartalmát mérjük, majd egy másik műszerrel mérjük meg az urán és tórium koncentrációját. A kapott adatokat felhasználva következik a számolás, hogy ez, a radioaktív bomlási folyamat során mennyi idő alatt állhatott elő. Ez egyszerűen hangzik, de mindkét mérés után még hosszadalmas számolások következnek, míg végül eljutunk az áhított eredményhez, egy korhoz, amit szakmailag értelmeznünk kell. A geokronológia tehát nem csak egy egyszerű időt meghatározó, adatközlő tevékenység, hanem egyre inkább egy önálló tudomány, ahol a mérésnek és az azt követő számolásoknak mind nagy szerepe van. Ez elengedhetetlen, hogy a geokronológus által értelmezett kort, aztán be lehessen helyezni egy valamikori történet rekonstruálásába.
A Csomád legfiatalabb képződményén végzett különböző kormeghatározási eszközök adatai eltérő következtetéshez vezetnek: a magmatározó élettartamára és a kitörés korára

Összefoglalóan: az U és Pb izotópok mérésével a cirkon kristályok keletkezési idejét, az U és He izotópok mérésével a vulkánkitörés idejét határozhatjuk meg! Persze, adódhat a kérdés: miért ez nem ugyanaz, időben ez nem közeli folyamatok? Nos, az elmúlt évtized kutatási eredményei világosan rámutatnak: nem, ráadásul ez a két időpont fontos új információt ad! Különböző vulkáni rendszerek esetében ugyanis azt találjuk, hogy a cirkon kristályok keletkezési ideje meglehetősen eltér egymástól, mondhatjuk azt is, hogy szinte mindegyik cirkon kristály máskor keletkezett. Ha ezek időtartamát elemezzük, akkor nem másra következtethetünk, hogy meddig van olyan állapotban a földkéregben, hogy cirkon kristályok válhassanak ki, azaz meddig van olyan állapot, hogy olvadék van jelen a földkéregben, amiben kristályosodás történhet, egyszerűen kifejezve: milyen hosszan áll fenn a magmakamra? Az eredmény pedig első pillanatra meghökkentő: hosszú ez az idő, akár több tíz-, sőt több százezer év a vulkánkitörés előtt! Ezek a geokronológiai vizsgálatok tehát felfedték, hogy a vulkánok alatti magmakamra hosszasan aktív lehet, akkor is, amikor éppen nem működik a tűzhányó, akkor is történhet benne kristályosodás. Vulkánkitörés akkor történik, ha a magmatározóban lévő magma fizikailag kitörésre képes, azaz fizikailag felszínre tud nyomulni, áttörve a felette lévő több kilométer vastag kőzettestet. A Csomád esetében például kimutattuk, hogy az utolsó vulkánkitörés előtt legalább 300 ezer évig létezett az a magmatározó, amiből végül a magma elindult a felszín felé és vulkánkitörést okozott. Ez azonban csak egy kis része a magmatározóban lévő magmának. Még mindig van jócskán, amiből adott esetben egy újabb magmacsomag nyomulhat felfelé és okozhat vulkánkitörést. Amíg a földkéregben van olvadéktartalmú magma, addig ez a lehetőség fennáll! De ez már egy következő történet, ami elvezet a két kutatási eredményhez. Erről szólnak majd a következő blog bejegyzések!

Best Blogger Tips

2017. december 18., hétfő

„Vancouver, Vancouver! This is it!” – in memory of David A. Johnston

Today, 68 year ago (18th December 1949), David Alexander Johnston was born in Chicago, USA. He worked as a volcanologist for the USGS and was an enthusiastic, talented scientist, who dedicated his life to help protect people from volcanic eruptions. I wrote a memory of him in my Hungarian Tűzhányó (=Volcano) blog 3 years ago and promised to translate this post in English. Here you go in this special date!

English translation of the original blog post written in Hungarian in 19th May, 2014

It is not easy to write something on the 34th anniversary of the tragic eruption of Mt. St. Helens. Personally, this volcanic eruption gave me a specific, decisive experience. This is not only because of the volcanic eruption itself, but also because of the human story what is behind the volcanic event. The eruption provided a vividly descriptive example how such volcanoes can work, involving the complex, but very nicely reconstructed pre-eruptive magma chamber processes as well as the complexity of the volcanic eruptions and all of these yield important messages to volcanologists. But there are also many people around this story. Volcanologists, who forecasted that this long-dormant volcano could awaken soon; volcanologists, who worked hard in early 1980 to understand better what was going on in the volcano and tried to save people’s life. Chain of events, specific moments, quick decisions, what affected and changed the life of many people…
This was what David A. Johnston could see in the morning of 18th May 1980: “This is it!. Photo (left): Gary Rosenquist

It is pretty hard to forecast volcanic eruptions and I had to tell that it is simply impossible! This means that nobody could precisely tell which volcano, when it will erupt and how this event will occur. All three questions should be answered accurately to perform effective risk management. However, this does not mean that we have no chance to save people, this does not mean that volcanologists are bad scientists, this does not mean that volcanology is not able to understand volcanoes. Eruption forecasting improved significantly in the last decades, volcanologists work very hard and their decisions could save life of 10’s of thousands of people worldwide during volcanic crisis. Mt. St. Helens was one of the most attractive volcanoes of the Cascades in western U.S. It was dormant since 1857 and this was a long time for people around it to think that this is not a dangerous volcano and they enjoyed the beauty what she gave. However, a few volcanologists were in another opinion. Dwight Crandell and Donald Mullineaux published a report in 1978, where they argued that Mt St Helens was a potentially dangerous volcano and could erupt soon, likely before the end of the century…
The volcano started to awaken on 15th March 1980, ca. 2 months before the catastrophic eruption. The USGS volcanologists were sure that these preliminary signs meant that the eruption would occur well before the end of the century. But, it was not easy to communicate the potential danger to the public and to the decision-makers. People considered the volcano as a tourist attraction and they did not think that anything bad could happen. In addition, this was also the place what gave work for many people since decades. They had no experiences; they did not know how volcanoes work, they did not know the danger what was related to volcanoes. Finally, volcanologists were able to convince the decision-makers to close the surrounding of the volcano and create a red zone, where nobody could enter. That was an important step ahead…
David A. Johnston is sitting at the Coldwater II. observation point and describes every events occurred in the volcano. Photo: Harry Glicken

Don Swanson, a young volcanologist was working on the Mt St Helens since 1972. He measured deformation changes and was involved in the scientific team, which was monitoring the volcano day and night from the beginning of March 1980. On 17th April, a bulge was discovered on the northern flank of Mt St Helens and later it inflated in an average of 1.5 meter/day. This was something new, what was hard to understand at that time and David A. Johnston was one of the scientists who believed that this could result in a lateral blast, a kind of rare eruption mechanism what had occurred before at Bezymianny, a volcano in Kamchatka, in 1956. There was an observation point at Coldwater II, where Harry Glicken, a young graduate student was manning. He was describing every changes of the volcano for more than 2 weeks, but he had an appointment with Richard V. Fisher, a volcanologist professor at the University of California on 16th May. Don Swanson was scheduled to replace him, but it turned out that he had to meet a German graduate student (Gerhard Wörner, who became later a famous volcanologist, petrologist working at the University of Göttingen, Germany) on 17th May. Thus, he asked David A. Johnston to replace him in that evening and promised him that he would be at the observation point in the next morning. Dave told Swanson that “the weather is pretty nice, the volcano is calm and I will be sitting at the observation point and ready for further gas measurements”.
Dave Johnston, who conducted gas measurements even in the crater before, sat the observation point in the evening of 17th May. He was a volcanologist, who felt that in order to protect people, he had to take even risks to understand better what is going on in a volcano. He knew that there is a potential for a lateral blast at Mt St Helens, but he sat in front of the bulge in ca. 10 km distance and collected data about the volcano. Carolyn Driedger was with him late that evening and she planned to camp another ridge overlooking the volcano, but Dave told her to go home, he would stay alone overnight. He had to collect more observations even though he knew that the volcano could erupt any time and if it occurs then there will be no way to escape. Face to face with the volcano, with the bulge… Nobody could see a lateral blast eruption, nobody had an experience about it, but Dave knew that it would be devastating. There was a major responsibility fall on the shoulder of the volcanologists. The volcano was calm already for days and many people argued that there was no danger and they wanted to be back into the red zone. There was a very nice weather on early May 18, some people started to move to the volcano to enjoy the beauty and rest in this particular place of the Earth.
In the early morning of 18th May, Dave sent some data to the base operation. Don Swanson was just about leaving to replace him. He had a quick look at the seismograph and noticed that a sign of big earthquake appeared. He run to the phone to call Dave. He could still hear Dave’s last words: "Vancouver! Vancouver! This is it!”… and then, silence… What was the meaning of these last words? It was not a shout like ‘Hey, I will be killed…’! It was rather an excited short notice that it happened what he assumed… the lateral blast! “This is it…” – It is there, the superheated mixture of gas and ash, which will sweep him away in seconds… He did what he had to do. He collected data, he interpreted the observations and warn people that this volcano could be highly dangerous. He was there until the very late time… It could happen that Harry Glicken or Don Swanson or Carolyn Driedger sat the observation point. But, Dave was there, it was his fate… I think that they are real heroes. They work hard to understand how volcanoes work, they want to know what signs could precede volcanic eruptions and they even take risks to protect people from natural disasters although they know the best how dangerous it is. But this is his/her life to do this… Dave knew what could happen, but he sat the observation point – 10 km distance from the bulge! He knew that Harry and Don had important meetings and knew that it was not a good thing to be too many in that dangerous place. This video is dedicated in his memory:

I could meet three persons from this story and these meetings particularly influenced me. I could meet Don Swanson in Hawaii, where he was working as a chief of the volcano observatory. He has an enormous knowledge on volcanoes, a friendly, helpful person with delicate humour. I met Carolyn Driedger in Tenerife and we talked a lot about the importance of outreach activities. She realized how important it is after the eruption of Mt St Helens. People should know more about volcanoes and this is a key-point in risk management. It was my great pleasure to take part in the workshop what she organized in the Cities on Volcanoes conference and I could present our outreach activities as well as my idea and plan about a volcano park in Hungary. Finally, I could talk a lot with Gerhard Wörner in the Eifel who told me his memories what happened there, how he was involved in this story as a graduate student from Germany. I had a luck that I could meet them and I am very sorry that I could not meet Dave…
Today, in the 34th anniversary of the Mt St Helens, I would like to emphasize the work of the volcanologists. Many of them dedicate their life to understand better the nature of volcanoes and for this, they take even the risks. However, they undertake it, because they have to provide forecast as accurate as possible and during a volcanic crisis, they have to issue prompt decision to prevent people. These decisions should be based on solid scientific experiences, interpretation of analytical data and observations. Dave was enthusiastic to collect data even in the crater of the Mt St Helens and sat in front of the bulging slope of the volcano, although he knew very well how dangerous it is. In addition, they have to deliver their knowledge to the people; society should know more about nature, more about volcanoes! Nobody knows when the next big eruption will occur but the firing-tape is burning somewhere and society needs people, like Dave was...

Best Blogger Tips

2017. november 26., vasárnap

Kitört az indonéziai Agung!

Tegnap, helyi idő szerint délelőtt fél 11-kor robbanásos kitörés indult a vulkánon. A szeizmogramokon (földrengéseket jelző ábrán) nem sok változás látszott, ami arra utalt, hogy a kitörés freatikus jellegű volt, azaz azt a felszínalatti vizek túlhevítése, hirtelen gőzzé válása okozta. Ilyenkor a magma nem jut a felszínre, a robbanás a felszín alatti kőzeteket veti szét és ezek piciny, szétrobbant darabjai kerülnek ki a vulkánból. Ez már a második ilyen kitörés, korábban e héten kedden volt egy rövid időtartamú, hasonló jellegű vulkáni működés. A forgatókönyv azonban most másképpen íródott! A vulkáni hamukibocsátás nem lankadt, sőt estére a kitörési felhőt már vöröses szín festette meg. Ez arra utalt, hogy a magma már felszín közelébe emelkedett. Ez a szeizmogramokon kis amplitúdójú, folyamatos földremegést jelző rajzolatban nyilvánult meg, ami helyi idő szerint délután 4 órától volt követhető.

Az első kép (balra) a kitörés megindulásáról, ami kezdetben freatikus jellegű volt, majd estétől vöröses fény jelent meg, ami utalt arra, hogy felszín közelébe ért a magma (Forrás: Agung webkamera)


A vulkáni működés ma reggel is folyamatos volt, a kitörési felhő több mint 6 km tengerszint feletti magasságba emelkedett és délkelet felé sodródott. A repülési riasztási szintet a legmagasabb fokozatra, vörösre emelték. Bali repterén néhány repülőgép járatot törölni kellett. Vulkáni hamuesőt jelentettek a környező településeken, a lakosság körében szájmaszkok kiosztását kezdték meg. A korábbi, több mint 140 ezer kitelepített lakosságból 25 ezren még mindig ideiglenes sátrakban laknak, a vulkán 7,5 km körzetében továbbra is tilos belépni.
A vulkáni kitörés vasárnap hajnalban (fotók: Arta Tanaya Dewa Gede és Antho Backpack)


A hatóságok hangsúlyozták, hogy a vulkáni működés ellenére a turisztikailag népszerű (tavaly több mint 5 millióan érkeztek a szigetre) Bali továbbra is biztonságos. A több mint egy hónapja tartó földrengés sorozat és a kapcsolódó vulkáni veszély miatt már sokan mondták le útjukat, ami több mint 110 millió dollár bevétel kiesést okozott a helyi turizmusnak. Az Agung vulkán a helyi hinduk szent hegye, ahol a hitvilágnak megfelelően minden 100 évben megtisztulási szertartást kell tartani. Ezt a hegy közelében lévő Besakih templomban tartják. Ez történt 1963 februárjában is, amikor a vulkán mozgolódni kezdett. A hindu papok ezt rossz jelnek tekintették és ezért el szerették volna halasztani a szertartást. Az akkori elnök azonban ehhez nem járult hozzá. A bekövetkező heves vulkáni működést aztán a helyiek az istenek figyelmeztető haragjának tekintették, amiért a szertartást nem tartották meg megfelelően. A Besakih templomot azonban elkerülte a rombolás. A megtisztulási szertartást végül 1969-ben tartották meg, remélve hogy legalább 100 évig nem történik különösebb baj. Az Agung nem túl gyakran működő tűzhányó, azonban nem várta ki az egy évszázadot!
Az Agung kitörése nyomán a vulkán körzetében mindent friss vulkáni hamu borít, azonban az életnek mennie kell tovább!... Kérdés, milyen irányba megy a vulkáni működés? (fotók: Arta Tanaya Dewa Gede és Nurcholis Anhari Lubis


A vulkán közelében néhány hete volt ismét hindu ünnepi megmozdulás, a hindu papok a tűzhányó kráterének peremére is felmentek, hogy békére intsék a hegy szellemeit. A történet azonban ismét másképp alakult. A hosszú, több mint egy hónapos földrengés sorozat után a vulkán kitört! De vajon most mi várható? 1963-ban a vulkáni működés következtében több mint 2000-en haltak meg. Most sokkal többen laknak a tűzhányó közelében, azonban a vulkáni veszély kezelés is sokat fejlődött az elmúlt évtizedekben. A legutóbbi bejegyzésben pszichológiai krízisről írtam. A bali vulkanológusok és a helyi hatóságok együttműködve eddig példaértékűen kezelték a helyzetet. Most azonban újabb fejezet kezdődik. Eddig a felszínen nyugodtnak tűnő hegy melletti várakozás jelentette a fő gondot, most a vulkáni működés kimenetele. 1963-ban az erős hamuhullás mellett az időszakosan lezúduló, több kilométer távolságba eljutó, mindent elsöprő piroklaszt-árak jelentették a fő veszélyt, amik most is bekövetkezhetnek. A helyi veszélyhelyzet mellett azonban nem kizárt, hogy globális kihatása is lesz a kitörésnek amennyiben nagy mennyiségű, kéngazdag magma tör fel és a kitörési felhő a magas légrétegekbe, a sztratoszférába is bejut. Ekkor előfordulhat, hogy a vulkáni működés az éghajlatra is kihat és csökkentheti globálisan a hőmérsékletet. Természetesen ezek egyelőre csak lehetőségek, és még sok a kérdőjel a vulkáni működés későbbi kimenetelét illetően. Azonban az Agung eddigi vulkáni története arra utal, hogy ezekre az eshetőségekre is fel kell készülni!

A vulkáni működés kimenetét folyamatosan figyeljük, fejleményekről tudósítunk!

Frissítés (2017.11.26. 19:26)

A vulkáni kitörés továbbra is zajlik, sőt a szeizmogram alapján az mondható, hogy erősödött is estére! A helyi szakemberek megerősítették, hogy most már magma is a felszínre jut. A vulkáni hamufelhő kelet felé sodródik és e miatt vasárnap estétől hétfő hajnalig le kellett zárni a szomszédos sziget, Lombok repterét!
Az Agung vulkáni hamufelhője kelet felé sodródik, ami miatt Lombok sziget repterét is le kellett zárni (fotó: Karen Lavelle és VAAC vulkáni hamu eloszlás



Frissítés (2017.11.27. 08:19)

Rövid friss összefoglaló: A vulkáni kitörés fluktuálva, azaz hol erősebben, hol gyengébb intenzitással, de tovább zajlik. Az erős esőzés következtében iszapárak (laharok) rohannak le a hegy déli oldalán, amik mindent elsöprő, romboló erejük miatt különösen nagy veszélyt jelentenek. A helyi hatóságok ismét a legmagasabb, 4-es fokozatra emelték a készültségi fokozatot, ami azt jelenti, hogy a vulkán 10-12 km-es körzetéből a lakosoknak el kell hagyniuk a területet. A reptereken több járatot töröltek.
Erősödő kitörési intenzitás és laharok jelentik a veszélyt az Agung 10-12 km körzetében




Frissítés (2017.11.28. 22:16)

A vulkáni működés tovább zajlik! A robbanásos kitörés intenzitása helyi idő szerint tegnap kora délután erősödött is, amit nagy amplitúdójú földremegés kísért. Most már egyértelműen friss magma is felszínre is tör, amit a kitörési felhőbe kerülő kén-dioxid gáz mennyiség is tükröz. A kitörési felhő kelet-délkelet irányba sodródott, ami miatt Lombok szigetén lévő repteret is le kellett zárni, majd Bali nemzetközi repterén is leálltak a repülők. Az helyi hatóságok legmagasabb készültségi fokozatot rendelték el, ami azt jelenti, hogy a tűzhányó ca. 10 kilométeres körzetébe tilos bemenni. A kitelepítettek száma közel 40 ezerre emelkedett, akiket 225 helyen helyeztek el. A lakosság körében szájmaszkot osztanak. A vulkáni hamuszemcsék éles, milliméternél kisebb üveges szilánkok, amik veszélyt jelentenek belélegzés esetén! Jelenleg a másik veszélyt az esős idő miatt kialakuló iszapárak (laharok) jelentik. Ezek nagy sebességgel rohannak le és a vulkáni törmelékanyag mellett méretes kőzettömböket is képesek megmozgatni. Emiatt mindent elsodornak!
Mi várható ezek után? A szakemberek a múlt kitöréseire támaszkodhatnak, azonban a természet, így a vulkánok is ritkán ismétlik pontosan magukat. 1963-ban a freatikus kitörések után lávaömlések történtek és a kitörés megindulása után jó egy hónappal következett be a legnagyobb robbanásos vulkánkitörés, ami Indonéziában a 20. század legnagyobbika volt, sőt kis mértékben a globális éghajlatra is kihatott. A lehetőség erre most is megvan, azonban az sem állítható, hogy ez biztosan bekövetkezik. Mindenesetre a helyi hatóságok figyelmeztetnek arra, hogy a kitörés erőssége növekedhet és erre a környék lakosságának fel kell készülni, ezt nem lehet félvállról kezelni. Komoly dolog ez, mint ahogy azt is fontos hangsúlyozni, hogy ez nem jelenti azt, hogy Bali szigetére nem lehet elutazni! Azonban úgy, ahogy a kiszámíthatatlan időjárásara is fel kell készülni egy utazás során, így most a vulkáni működés esetleges hatására is gondolni kell! NEM szabad a vulkán közvetlen közelébe (10-15 km-es távolságába) menni! Másrészt előfordulhat vulkáni hamueső, ami ellen szájmaszkkal lehet védekezni. Ha bárki Bali szigetére készül, érdemes a csomagba betenni! Ugyanakkor, lehet készülni Bali szigetére - természetesen mindezek tudatában!
A további fejleményekről folyamatos tájékoztatást nyújtunk!


Mai pillanatkép a vulkáni működésről, a vulkáni veszéyltérkép és amire fel kell készülni ilyen esetben!



Frissítés (2017.11.29. 11:00)

A vulkáni működés tovább zajlik! Bali nemzetközi repterét újra megnyitották, mivel a szél más irányba sodorja a vulkáni hamufelhőt. A VAAC előrejelzések szerint viszont holnap Lombok reptere lehet veszélyben. Jelenleg ömlik az eső, ami megnöveli az iszapárak (laharok) lezúdulásának veszélyét. A látási viszonyok nagyon rosszak, a szeizmogram szerint viszont a vulkáni működés olykor jelentősen erősödik, mint ahogy a jelen pillanatban is eddig még nem tapasztalt erős földremegés (tremor) indult be! Az ilyen földrengés jelek magma feláramlását jelzik. A további fejleményekről folyamatos tájékoztatást nyújtunk!

Balra Johan Harmide hosszú expozíciós idejű, tegnap esti felvétele az Agung kitöréséről, jobbra pedig az éppen aktuális szeizmogram kép, ami egy nagyon erős földremegést (tremor) mutat!



Frissítés (2017.11.30. 16:00)

A vulkáni kitörés ma hajnalra abbamaradt, a mai napon - szerencsére tiszta időben - csupán erős gáz kiáramlást lehetett megfigyelni. Vége? - sóhajtanak fel sokan. Nos, nem lehet ezt biztosan megmondani! A vulkáni működés természetébe bőbven beleférnek szünetek, akár több naposak is, hogy aztán akár még nagyobb erővel folytatódjon a vulkáni működés! Ugyanakkor az sem kizárt, hogy nem lesz folytatás. Most úgy tűnik időlegesen (?) megszűnt az magma utánpótlás vagy a magmát felfelé elindító ok, azonban ismét kialakulhat az a helyzet, ami miatt a magma képes lesz újra felszínre nyomulni. Most azonban már "nyitott" a kürtő, azaz nagyobb az esély a feljutásra! Azonban az sincs kizárva, hogy eldugult a kürtő, azaz egy viszkózus, gázokban szegény magma igyekszik felfelé, de már a felszínre nem képes kijutni és "beragad" a kőzetcsatornába. Ez ilyen esetben lefolytja a rendszert és nem engedi át a felfelé igyekvő, gázokban gazdagabb magmatömeget, amíg az ki nem tudja onnan robbantani, ami már hevesebb robbanásos kitöréshez vezethet. Sok lehetőség van a további folytatásra, amire csak a közvetlen adatokból lehet valamit sejteni, amit a helyi vulkanológusok nyilván lázasan értékelnek. Hivatalos és hiteles információt is csak ők adhatnak. Mindazonáltal az éjszakai webkamera képen folyamatos derengés figyelhető meg a kiáramló gázfelhőben, ami magas hőmérsékletre, a magma közelségére utal.
A további fejleményekről folyamatos tájékoztatást nyújtunk!

Mai nappali és éjszakai webkamera felvételek



Best Blogger Tips

2017. szeptember 27., szerda

Agung, Bali: vulkáni csiki-csuki, pszichológiai dráma

A vulkanológia egy nagy kihívása, hogy minél pontosabban előre tudjon jelezni egy potenciális veszéllyel járó vulkáni kitörést. Az elmúlt napokban drámai helyzet alakult ki két szigeten is: a Vanuatu szigetcsoporthoz tartozó Ambae szigeten már zajlik hamuhullással járó vulkáni működés, aminek következtében a sziget lakosságának több mint felét (több mint 6000 embert) kellett kitelepíteni, ami egyre nagyobb próbatételt jelent. Ezzel egy időben az indonéziai Bali szigetén már több mint 40 ezer embert telepítettek ki, pedig még nem zajlik vulkánkitörés.

A 3031 méter magas Agung vulkán látszólag még nyugodt, de a mélyből jövő jelek nyugtalanságra adnak okot(Fotó: Sky News)


A vulkánkitörés előrejelzés lényege, hogy a felszín felé törő magma jeleit észlelni lehessen és amennyiben a jelek arra utalnak, hogy a tűzhányó bármikor kitörhet, a készültségi fokot a legmagasabb szintre kell emelni, ami további intézkedéseket jelent, mint például a kiemelten veszélyes területekről a lakosság kitelepítését. A magma mozgását jelezhetik a gyarapodó vulkáni földrengések, a tűzhányó felszínének emelkedése, a felszínre törő gázok és a térségben megemelkedő felszíni hőmérsékleti anomália. Az indonéz hatóságok ( PVMBG, Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi) szeptember 14-én léptették életbe a 4 fokozatú skálán a második készültségi szintet a Bali sziget keleti oldalán lévő Agung vulkán esetében, ami a "figyelmeztető" fokozatot jelenti. Négy nappal később már 3-as fokozatra emelték a készültséget, mivel egyre több földrengést észleltek, amelyek vulkanotektonikus eredetűek voltak, azaz magma mozgásához kapcsolódó kőzettest törések következtében pattantak ki. Ismét négy nap telt el, amikor szeptember 22-én este kiadták a legmagasabb készültségi fokozatot. A 4-es szint azt jelenti, hogy a tűzhányó bármikor kitörhet és ezért a vulkán 9-12 km körzetéből minden lakost ki kell telepíteni. Ez több mint 50 ezer embert érint! Az elővigyázatosság oka, hogy naponta már több mint 700 földrengést észleltek és ezek között egyre több volt a sekély, azaz néhány kilométer mélységből származó jel.
Szeptember 22. óta naponta közel ezer földrengés pattan ki az Agung alól, ami magma mozgásához kapcsolódik(Fotók: BVMBG)


Az 1963-as kitörés

Miért különösen aggasztóak a jelek? Az Agung egy viszonylag ritkán működő tűzhányó, átlagosan évszázadonként egy alkalommal tör ki. Utolsó kitörése 1963-ban volt, ami a 20. század legnagyobb és sok halálos áldozattal (közel 2000-en estek áldozatul) járó kitörései között volt. Akkor kisebb robbanásos kitörésekkel és csendesebb lávafolyással kezdődött a vulkáni működés, a kitörést megelőzően mindössze két napon keresztül tartó rengéseket jegyeztek fel. Az első nagyobb robbanásos kitörés egy hónappal a vulkáni működés megindulása után történt, március 17-én. A 7 órán keresztül tartó kitörés során több mint 20 km magasba tornyosuló hamufelhőből jelentős területen hullott vulkáni hamu, elsősorban a tűzhányótól nyugatra. Mindeközben piroklaszt-árak zúdultak le a vulkán oldalában mélyült völgyekben északi és déli irányban. A vulkáni működés csapadékos időszakban zajlott, ami miatt iszapárak (laharok) keletkeztek és jutottak el mindent elsodorva a folyóvölgyekben több mint 10 kilométer távolságba. A vulkáni működés ezután csendesebbé vált, de nem szűnt meg.Május 16-án a korábbinál is erősebb, heves robbanásos kitörés következett be, ami jelentős rombolást okozott a környező településeken. Az ezt követő vulkáni működés egészen 1964 január 17-ig tartott.
A vulkáni képződmények vizsgálata alapján rekonstruálhatóak voltak a kitörést megelőző magmakamra folyamatok. A vulkáni kőzetekben lévő kristályok kémiai összetétel változása jelezte azt, hogy a magmakamrába friss, magas hőmérsékletű bazaltos kőzetolvadék nyomult és ez a magmakeveredés nagy szerepet játszhatott a kitörés megindulásában. A felszínre tóduló magma nagy kéntartalmú volt, a kén-dioxid gázok a magas légkörbe is bejutottak, ahol a reakciók során kénsav aeroszol jött létre és ez érezhető globális klimatikus hatást váltott ki (az átlaghőmérséklet kis mértékű csökkenését).
Az Agung legutóbbi, 1963-as kitörésének képe és a vulkáni működés tűzhányó körüli eseményeinek térképi ábrázolása (Fotók: K. Kusumadinata, illetve Self és Rampino 2012-es tanulmánya)


Legmagasabb készültségi szinten

A korábbi kitörések alapján szerkesztették meg a helyi vulkanológusok az Agung vulkán kitörési veszély térképét, ami kijelöli azokat a területeket, ahonnan a készültségi szint legmagasabb fokozata esetén ki kell telepíteni a lakosságot. Rendelkezésre áll tehát a tűzhányó korábbi - aggasztó, komoly veszélyekkel járó - kitörési története, nagy számú, naponta kipattanó földrengés, ami magma mozgására utal és egy környezet, ami 1963 óta is már sokat változott, hiszen a növekvő számú lakosság mellett évente több mint 5 millióan látogatnak Bali szigetére, ráadásul most kezdődik Ausztráliában a turista időszak, amikor nagyok sokan repülnek át Bali szigetére. Hozzá kell még tenni, hogy a helyi veszélyek mellett, potenciálisan számolni kell azzal is, hogy egy esetleges nagy robbanásos kitörésnek akár globális klimatikus hatása is lehet. Az aggodalom tehát megalapozott, a kulcskérdés, mint minden természeti veszéyl előrejelzés esetében, hogy vajon megjósolható az, hogy mikor következik be a vulkánkitörés? A válasz: Nem, ez nem mondható meg pontosan, sőt az is elképzelhető, hogy végül nem történik vulkánkitörés!
A meghökkentőnek tűnő állítás mögött az bújik meg, hogy a vulkanológusok sem rendelkeznek a jövőbe látás képességével, azaz az általuk észlelt jelek alapján legfeljebb valószínűsíteni tudnak eseményeket. Jelen pillanatban a jelek arra utalnak, hogy bármikor megindulhat egy erős vulkánkitörés és ismerve a lefolyási lehetőségeket ez komoly veszélyt jelent a lakosságra. Ilyen esetben pedig nincs más lehetőség, mint a kitelepítés és a lakosság felkészítése arra, hogy egy vulkáni kitörés esetében mit kell tenni. Ez még egy jó eset, mivel van idő a felkészítésre és ez életeket menthet meg, azonban az idő múlásával egy másik veszéllyel is szembe kell nézni! A lakosság többsége nem élte állt a legutolsó vulkánkitörést és ezért nincs tapasztalata arról, hogy mit jelent egy vulkáni működés, annak mennyi veszélyforrása van. A kitelepített emberek türelme azonban egyre fogyni fog. Ott hagyták ingóságukat, minden vagyonukat, állataikat - előbb-utóbb vissza fognak szállingózni lakóhelyükre, sőt az sem kizárt, hogy megtagadják a kitelepítést, mondván nem történik semmi. Itt van tehát a dráma! Amennyiben a vulkánkitörés megindulása elhúzódik, a potenciális veszély nő, hiszen sokan visszatérnek a veszélyzónába. Ez különösen érzékennyé teszi a kríziskezelést, ekkor különösen nagy szerepe van a veszély kommunikációnak!
A következő napok tehát különösen kritikusak lesznek az Agung vulkán környezetében. A vulkanológusok folyamatosan teszik közzé az vulkán alól jövő jelek alapján levonható információkat, a hatóságok pedig ezek alapján látják el tanácsokkal a lakosságot. Jelenleg továbbra is nagy számú földrengés pattan ki (lehet ez vajon a friss magmával keveredés eseménye?), a kitörés bekövetkeztének valószínűsége mindig nagy, de vajon ez pontosan mikor és egyáltalán bekövetkezik-e? Mennyire más világban élünk ma! Az internet, ezen belül a Facebook és Twitter időszakában az információk rendkívül gyorsan terjednek. Gyorsan terjednek a rém- és fals hírek is és ezért különösen fontos, hogy hiteles forrásból származzanak a lakossághoz eljutó hírek, hiszen fontos, hogy az emberek valós információkhoz jussanak, ne legyen pánik. Janine Krippner vulkanológus ezért folyamatosan adja közre Twitter üzenetekben a megbízható, szakmailag kontrollált híreket, weblapján pedig összegyűjtötte azokat a forrásokat, amelyek hitelesen tájékoztatják a lakosokat a vulkán állapotáról. Jelen pillanatban ez az, ami maximálisan tehető. A várakozás ideje pedig segíti a hatékony felkészülést egy esetleges nagy vulkánkitörésre.
A korábbi vulkánkitörések során érintett területek Karen Fontijn és munkatársainak 2015-ös tanulmányából, valamint a jelenleg hatályos vulkáni kitörés veszély térkép és a földrengések számának alakulása az elmúlt napokban (Forrás: BVMBG)


Frissítés (szerda, 21:30)

A kitelepítettek száma közelít a 100 ezerhez!!!!! A földrengések száma mindig magas és egyre erősebbek! Ma délután 6 óráig 329 sekély rengés, 444 mély vulkáni rengés és 56 tektonikus eredetű földrengés volt! Sajnos felszín emelkedésről továbbra sincsenek megbízható adatok.

Best Blogger Tips

2017. március 17., péntek

Etna: vonzások és veszélyek...

Egy aktív vagy potenciálisan aktív vulkán akkor is veszélyes, amikor éppen szunnyad (de bármikor, akár minden előjel nélkül is feléledhet és váratlanul kitörhet; l. pl a japán Ontake 2014-es kitörése) vagy amikor a kitörések inkább turistacsalogatóak. Az Etna évente százezrével vonzza a látogatóak, különösen akkor, amikor működésben van. A látványos lávatűzijáték kitörések vagy lávaöntések kiszámíthatónak tűnnek. Egy tűzhányó azonban bármikor képes váratlan dologra! Ezt tudni kell minden turistának, de még a szakembereknek is… még egy jól ismert vulkán is képes váratlan fordulatra!

Március 15 éjjele az Etnán.(Fotók: Francesco Tomarchio és Fabrizio Zuccarello)


Jó két héttel a korábbi látványos vulkánkitörés után az Etna március 15. reggel ismét munkába fogott. A földremegés intenzitása újra meredeken emelkedett és lávatűzijáték kitörések kezdődtek a Délkeleti kráter és az Új-Délkeleti kráter kúpjai között frissen felépült salakkúpon. Rövidesen láva buggyant ki és ereszkedett le a vulkán déli lejtőjén, követve a korábbi kitörés lávafolyamának útját. Estére a kitörés erőssége némileg gyengült, majd éjfél körül egy új hasadék nyílt a vulkáni kúp előterében és újabb lávafolyam indult el, most keleti irányban. A robbanásos kitörés eközben fluktuálva zajlott, ami már kisebb lávaszökőkutakat is eredményezett március 16. reggelén. A lávafolyam, mint valami bulldózer haladt lassan előre a havas felszínen és keresztezte azt a területet, ahová gyakran jöttek fel négy-kerék-meghajtású turistabuszok. Rövidesen elérte a Valle del Bove peremét, ahol aznap éjjel bukott át és folyt le a széles völgy meredek oldalán. Előtte azonban, a lávafolyam közelében majdnem tragikus esemény történt!
A lassan előrenyomuló lávafolyamot számos turista közelítette meg, ott volt a BBC forgatócsoportja és a közelben dolgoztak a cataniai INGV Etna Obszervatórium vulkanológusai is, akik a vulkáni működés folyamatát értékelték. A korábbi napokban sokan merészkedtek a lávafolyás közvetlen közelébe, mindez veszélytelennek tűnt. Nem sokkal dél után aztán egy váratlan esemény következett be. A Belvedere közelében járó láva frontját hirtelen egy robbanás vetette szét: fehér, vízgőz felhő emelkedett fel, amit az INGV webkamerái is rögzítettek. A helyszínen azonban más volt a helyzet: erős hanghatással szürke-barna színű kitörési felhő robbant ki és a környéken záporoztak a kisebb-nagyobb izzó lávadarabok. A BBC kamerái rögzítették ezt a drámai közel fél percet:



A szétrepülő izzó lávadarabok tíz személyt sebesítettek meg, köztük volt barátom, kollégám Boris Behncke vulkanológus is, aki az Etna egyik legjobb ismerője. Szerencsére kisebb horzsolással megúszta, ahogy a BBC TV stábjának tagjai és a turisták is. Az eset azonban figyelmeztető volt: ennél nagyobb baj is lehetett volna! De mi is történt? Hogyan lehet az, hogy a lávafolyam elején következik be robbanásos kitörés? A láva eddig is havas felszínen folyt, hasonlóan a korábbi kitörésekhez. Mi vezetett akkor ehhez a váratlan eseményhez, egyáltalán miért nem olvad el gyorsan a hó, ahogy a több, mint 1000 fokos láva ráfolyik? Ehhez érdemes megnézni egy másik videofelvételt, ami a Tolbacsik 2013-as vulkáni kitörését mutatja. A jelenségről Ben Edwards és csapata jelentetett meg tanulmányt a Nature Communications folyóiratban. A vastag hótakaróra folyó láva egy része mélyen benyomul a hóba és feltornyosítja, egy másik lávafolyam viszont sokáig zavartalanul halad előre, mígnem egyszer egy szürkésbarna hamufelhő robban ki belőle:



Az Etna két héttel korábbi lávaöntő kitörése után is lehetett látni, hogy a friss láva alatt megmaradt a hó. Pedig a hőmérséklet különbség több, mint 1000 fok! A magyarázat a láva fizikai tulajdonságában keresendő. A lávafolyam ugyanis jó hő megtartó képességű, aminek oka az, hogy a felszínén egy hirtelen megdermedt, kőzetüveges kéreg alakul ki, ami jól szigetel. Ahogy halad előre a vastag lávafolyam, a hó egy része előtte felolvad, azonban a túlhevített hó hirtelen vízgőzzé alakul, ami fehér felhő formájában illan el. Ez veszélytelen, azonban mi történik a láva alatt? A láva és hó között egy vékony vízgőz réteg alakul ki. Ez megakadályozza a láva és a vízgőz réteg alatti olvadékvíz keveredését és ez az állapot hosszasan fennmaradhat, a láva haladhat előre akár több száz métert is. A gond akkor kezdődik, ha a vízgőz réteg felszakad és a láva az olvadékvízzel keveredik. A láva belsejébe jutó víz hirtelen vízgőzzé alakul. Ez a halmazállapot változás térfogat növekedéssel jár. A láva frontján ez nem jelent problémát, a kitáguló vízgőz szabadon tud távozni. A láva belsejében azonban nincs erre megfelelő tér és ezért egy jelentős belső nyomás alakul ki. Ha ennek a belső nyomásnak a feszítőereje többszörösen meghaladja a láva szakító szilárdságát, akkor hirtelen történik a térfogat növekedés mégpedig a lávaanyag darabokra való szétvetésével. Ez maga az a robbanásos esemény, amit a kamcsatkai lávafolyam esetében is megfigyeltek, és ami március 16. kora délután az Etnán is történt.

A freatomagmás kitörési felhő közelről és Rebecca Morelle, BBC operatőr kabátja egy izzó lávadarab által okozott égési sérüléssel. (Fotók: Rebecca Morelle, BBC)


Ezt a folyamatot freatomagmás robbanásos reakciónak nevezik, ami a vulkáni működés során sok esetben bekövetkezhet. Felszín alatti víz és feltörő magma keveredése esetén heves robbanásos kitörést okoz, de ilyen jelenség figyelhető meg a hawaii Nagy-szigeten is, ahol az izzó láva jelenleg is az óceán vízébe ömlik. A freatomagmás robbanásos kitörés az egyik legveszélyesebb folyamat, mert kiszámíthatatlan, hirtelen következik be és nagy területet érint. Szerencsére a láva-hó találkozás esetében mindez viszonylag szűk területre jelent veszéylt. Az Etnán viszont pont ott zajlott ez, ahol emberek is tartózkodtak, ezért volt majdnem végzetes kimenetelű.

Március 16, késő délutáni paroxizmális kitörés a freatomagmás esemény után. (Fotók: Joseph Nasi és Gió Giusa)


Ez az esemény figyelmeztet, hogy még egy békésnek tűnő vulkánkitörés esetében is történhet kis valószínűségű, de súlyos következményekkel járó folyamat. Ezt tudni kell mindenkinek, azoknak különösen, akik akár most is az Etnára készülnek, hogy megcsodálják a természet e különleges jelenségét!

Vulkánok: vonzások és veszélyek - e kettősséget tartsa mindenki szem előtt, mert ilyenek a tűzhányók!


A vulkáni működés e bejegyzés írása során is tart.

Frissítés (2017.03.18. 11:55)

A vulkáni kitörés tovább zajlik, a lávafolyam a Valle del Bove völgyének meredek lejtőjén ereszkedik lefele, pompás látványt nyújtva a környező településekről.

Március 18, izzó lávafolyam ereszkedik le a Valle del Bove völgyébe. (Fotók: Francesco Tomarchio és Giuseppe Famiani)


Frissítés (2017.03.18. 19:00)

...és ismét a potenciális veszélyek! Ma délután a Valle del Bove meredek lejtőjén leereszkedő láva frontja több alkalommal is leomlott és ez lokális piroklaszt-árakat eredményezett. Szerencsére a Valle del Bove völgyében nem veszélyeztetett senkit, azonban ismét egy olyan jelenség, amivel számolni kell még egy csendesnek tűnő lávafolyás esetében is, amennyiben meredek lejtőn ereszkedik le. Hasonló jelenségek nem ritkák a guatemalai Fuego tűzhányón. Az Etna esetében a piroklaszt-árak létrejöttéhez azonban hozzájárulhatott ismét csak a hólével való keveredés és a freatomagmás robbanás, amire a messziről is látható, felemelkedő szürke mellett a fehér színű felhő utal. Orazio Furia remek képei közelről is mutatják az Etnán ritka, de nem példa nélküli, jelentős veszélyt jelentő piroklaszt-árat. Figyelmeztet, hogy egy lávafolyással járó kitörés esetében is kell ilyen jelenséggel számolni, aminek a hatótávolsága akár több kilométer lehet!

Március 18. délután többször is leomlott a Valle del Bove völgyébe ereszkedő lávafolyam frontja, hóval keveredve freatomagmás robbanást és kisebb piroklaszt-árakat okozva. (Fotók: Chiara D'Amico fotója és webkamera felvétel)

Közelről a március 18. délutáni láva-hólé keveredés okozta freatomagmás robbanásos esemény piroklaszt-árja. (Fotók: Orazio Furia)

Best Blogger Tips