Még ma is fortyoghat a magma a székelyföldi Csomád vulkán alatt
A Kárpát-medencében több tízezer éve nem volt vulkánkitörés, az utolsó ilyen a székelyföldi Csomád-hegységben történt, amelynek legutóbbi vulkáni ciklusa 56 ezer éve kezdődött, és körülbelül 30 ezer éve fejeződött be, és ez idő alatt számos jelentős kitörést produkált. Mivel a Csomád vulkán ezt megelőzően nagyjából 40 ezer éven inaktív volt, a kutatók néhány évtizede arra jutottak, hogy nem zárható ki a vulkán újbóli kitörése a jövőben.
A 2013-ban alapított MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport elsődleges kutatási területeként a Csomád tanulmányozását jelölte ki, azóta számos felfedezést tettek, legújabb kutatásukban azt állapították meg, hogy a hegység kőzeteiben lévő cirkonkristályok alapján a Csomád alatt lévő magmatározóban még mindig lehet kristályokban gazdag, folyékony magma (azaz kristálykása), így nem tekinthető kihunytnak. „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” – írják közleményükben.
A kutatócsoportot vezető Harangi Szabolcs, a ELTE TTK Földrajz- és Földtudományi Intézet igazgatója elmondta: „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, például kőzetolvadék található. Ebből 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 mikor történt a legutolsó kitörés: 30-32 ezer évvel ezelőtt. 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. 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” – mondta Harangi.
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” – írja a közlemény.
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 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.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: