Egy vulkán kitörése alkalmazott földtani szemmel nézve

EGY VULKÁN KITÖRÉSE ALKALMAZOTT FÖLDTANI SZEMMEL NÉZVE


Az egész világ geológusai fáradoztak azon, hogy egzakt tudományos kutatással tisztázzák azokat a folyamatokat, amelyek valamely vulkán kitörését megelőzik. 1959-ben az USA Hawaii-szigeti Geological Survey-ének a Kilauea kitörésekor először nyílott alkalma az erupció minden stádiumát elejétől végig követni. Már 1958 elején megfigyelték Hawaiin a vulkán környékének lassú felpúposodását. Ezt a felboltozódási jelenséget a magmának a földkéregbe való benyomulásával magyarázták. A magma fajsúlya ugyanis nagyobb, mint a kéreg kőzeteié, és ezért fedőjének kőzeteit izosztatikusan, boltozatszerűen felnyomhatja.

A Kilauea viszonylag veszélytelen vulkán. Ismert a bazaltos magma összetétele, és tudjuk, hogy lávái nagyon gázszegények. Kitörése esetén nem volt tehát ok az aggodalomra, s így haladéktalanul megtettek minden előkészületet ahhoz, hogy az előttük álló kitörés minden egyes fázisát pontosan megfigyelhessék. A vulkán körül 10 szeizmográfot és 11 lejtőmérőt állítottak fel, hogy a földfelszín lejtésének változásait is papírra vihessék. A lejtőmérőkön a vulkánkörnyék feldudorodását tehát már 1958 elején észlelték. Ez a felboltozódás azután mind jobban erősödött. A küszöbön álló kitörést 1959-ben az első földlökések jelezték, melyeket a szeizmográfok mint gyenge földrengésrajokat regisztráltak. A felpúposodás most már lökésszerűen folytatódott tovább, amit a mozgásokat kísérő földlökések árultak el. A földrengés góca a mérések szerint 55 km mélységben feküdt! A könnyű földrengések félórás periódusokban a föld állandó remegéséig fokozódtak. Ezzel párhuzamosan tolódott a földrengési góc helyzete is lassan mindig feljebb a földkéregben, 15, sőt később mindössze 5 km mélységig.

A feltóduló magmának most már a vulkáni kürtőben kellett lennie! A kitörés tehát már közvetlenül a küszöbön állott. A kifejlődés most már drámaivá vált. A tudományos műszerek ellenőrzését megsűrítették. A résztvevő tudósok feszülten lesték a már egy esztendő előtt helyesen előrelátott természeti esemény további lefolyását. 1959 novemberében napi ezer földlökésből álló földrengésrajok jelentkeztek, s egyidejűleg a vulkáni púp feldagadása is háromszorosára növekedett.

November 14-e délutánján kezdődött el a szenzáció. Hirtelen megszakítatlan földlökések állottak be. A lávának most már útban kellett lennie a földkéreg felé. Az 1120 fokos izzón folyó láva az utolsó néhány kilométernyi kéregrészen áthatolva, a kráterig jutott. Ez a vulkáni kürtőben kéregdarabok leválásával járt, amelyek a magmába süllyedtek és megolvadtak. A kéreg ellenállása rohamosan csökkent, mert a kürtő közvetlen környéke is rögökre repedezett szét. A vulkáni kürtő tehát beomlott, s a földkéreg ellenállása a mélység energiájával szemben megtört. November 15-én 8,08 órakor a szeizmográfok erős kilengései egyszerre csak elmaradtak. Ez már a kitörést jelenttette. A láva megnyitotta maga előtt a biztonsági szelepet. Ezzel egyidejűleg észlelték a megfigyelők a Kilauea Ike kráterének első hasadékkitöréseit. Az első láva tehát itt az oldali repedésen át ömlött ki a központi kráter alatt, és az elmélet íme igazolódott: a kitörés előtt az utolsó fázis, erős földlökéseivel a kürtő oldalainak széthasadozását jelentette. Az út ezután felfelé már szabaddá vált, s ezért a láva nyomása is alábbhagyott. Utána megindult a csendes lávakiömlés.

A lávának már nem kellett küszködni a kéreg ellenállásával, éppen ezrét megszűntek azok a földlökések is, amelyeket a kürtő körzetének a meghasadozása okozott. A szeizmográfok által jelzett mozgások a föld egész egyenletes remegésébe mentek át. Ezt a remegést a kiömlő lávának a kürtő falához való súrlódása idézte elő. A kitöréssel egyidejűleg a vulkán környezetének feldudorodása is visszaapadt. A láva most egész természetesen a földkéreg utána süllyedő kőzeteivel cserélt helyet. Egyrészt 40 millió köbméter láva ömlött a felszínre, a felszabadult teret viszont a földkéreg lesüllyedő kőzetei töltötték ki.

Az egész folyamat úgy játszódott le, ahogyan azt Closs H. német geológus egyik tanulmányénak címe olyan találóan foglalja össze: "Kiemelkedés - meghasadás - vulkanizmus".

A Kilauea kitörése ezzel még nem záródott le. Már a következő napokban az egész folyamat megismétlődése sejthető volt. A kráter környéke kezdett újra dagadni, s a vulkán utána újra kitört, de ezúttal más helyen, mint az előbb. A feltóduló magmatömegek más és más hasadékokon át találtak maguknak utat. 1960. január 14-én a láva a kráter oldalában, Kapoho faluhoz egészen közel tört át.

Az volt a szenzációs, hogy már órákkal előbb jelentkeztek a község közelében földrengési hullámrajok, s így a község lakosságának kitelepítése már a kitörés előtt megkezdődhetett. Először fordult elő, hogy tudományos alapon lehetővé vált egy kitörést előrejelző figyelmeztetés. A vulkán oldalaiból előtörő láva hőmérséklete jóval alacsonyabb volt, mint a főkráterből kiömlő lávatömegeké. Mivel azonban a hőmérséklet itt is újra emelkedett, az alábbi elmélethez folyamodhatunk:

A vulkán alatt állandó lávakatlan helyezkedik el. A benne levő láva kihűlése igen lassan megy végbe. A felnyomuló új láva a vulkán oldalaiban először a régi, 1955-ből vagy éppenséggel 1924-ből visszamaradt maradékolvadékot nyomta ki az újonnan felszakadt hasadékon át. Ezt az elméletet különösen az támasztja alá, hogy ez az 1050 fokos hidegebb láva kémiailag is más összetételű, mint az, amely ennek a bevezető lávaadagnak később a nyomába tódult. Erre kellett következtetni a normál lávahőmérséklet eléréséből és most már azonos kemizmusból is. Az is következik mindezekből, hogy a hawaii vulkánok tűzhelye nem egységes, hanem inkább több magmagócból tevődik össze, amelyek a földkéregbe zárva igen hosszú ideig megőrzik izzón folyó állapotukat. Hasonló képet vázolt a földtani szakirodalomban Rittmann is a Vezúv vulkáni tűzhelyéről. Mindenesetre a Kilauea 1959. évi kitörésénél bizonyult be először igazán, hogy a magma főgóca igen nagy mélységben rejtőzik, mégpedig ott, ahonnan a kitörés előtt az első földrengéshullámok kiindultak. Ez pedig 50 km-es mélységet jelent. A magma mobilizálódása tehát még a "Mohorovičić-féle diszkontinuitás"-nál is mélyebb szintből indult ki.

Ezúttal első ízben derült ki biztosan, hogy a feltóduló magma a külső földköpenyből származik, más szóval, némileg már a külső földköpeny kémiai viszonyairól is tájékozódtunk. A hawaii lávák vegyi összetételük és fajsúlyuk szempontjából körülbelül a külső köpeny kőzeteivel lehetnek azonosak, ami megfelel a szeizmikus hullámok terjedési sebességének is a külső köpenyben. A Kilauea-kitörés alkalmával végzett megfigyelésekkel kétféle dolgot sikerült elérni. Először is bebizonyosodott, hogy a vulkánok környékén végzett pontos megfigyelések alapján a vulkáni kitörés idejében előrejelezhető, másodszor pedig sikerült tudományos ismereteket szerezni a külső földkéreg anyagi fölépítésére vonatkozólag. Hasonló eredményekhez közvetlen mélyfúrás útján juthattunk volna.

(Gerhard Bischoff: A Föld mélye
Gondolat Budapest, 1969. nyomán)

 
 

© 1999-2005 BEBTE www.bebte.hu