Rájöttek a szupervulkánok titkára

A gigászi robbanások akkor is bekövetkeznek, ha sem földrengés, sem más külső hatás nem váltja ki őket.

Katasztrofális következményekkel járhat a szupervulkánok kitörése: akár a Föld éghajlatát is befolyásolhatja. Okait eddig csak találgatták, most azonban két kutatócsoport is arra az eredményre jutott, hogy a folyékony magma környező kőzetekénél kisebb sűrűsége elég felhajtóerőt adhat az izzó, olvad kőzettömegnek, hogy áttörje a több kilométer vastag földkérget – tudósított a BBC hírportálja a Nature Geoscience című szaklapban megjelent tanulmányokról.

A rendkívül ritka szupervulkán-kitörések a közkeletű definíció szerint legalább ezer köbkilométer anyagot lövellnek a levegőbe. Ez mintegy százszorosa a Fülöp-szigeteki Pinatubo 1991-es erupciójának, amely a 20. század egyik legnagyobb kitörése volt.

Vulkáni kúp helyett ezek a kitörések óriási horpadályt hagynak maguk után a földkéregben, az üres magmakamrát, amely akár 100 kilométer átmérőjű is lehet. Körülbelül húsz szupervulkánt ismer a tudomány: kitörésük emlékét őrzik a Nápoly melletti Flegrei-mezők, az amerikai Yellowstone Kaldera, az indonéziai Toba-tó és az új-zélandi Taupo-tó.

A szupervulkán-kitörések rendkívül ritkák: átlagosan 100 ezer évente következnek be. Erejük olyan pusztító, hogy a Föld éghajlata és teljes élővilága megérzi hatását. Amikor mintegy 600 ezer évvel ezelőtt kitört a mai Yellowstone Nemzeti Park területének szupervulkánja, akkor több mint 1000 köbkilométer hamut és lávát lövellt a levegőbe. Ezzel egy nagyvárost is maga alá temethetett volna néhány kilométeres körzetben.

„Aszteroida becsapódásához hasonlítható a hatása: kicsi az esélye, hogy bekövetkezik, ám ha mégis, akkor következményei katasztrofálisak” – magyarázta Wim Malfait, az egyik kutatócsoport vezetője, a zürichi Svájci Műszaki Egyetem (ETH) tudósa.

Létfontosságú, hogy a szupervulkánok kitörését előre lehessen jelezni, ám mechanizmusuk különbözik a szokványos vulkánokétól. Az erupciók egyik magyarázata az olvadt magma és az azt övező kőzetek eltérő sűrűsége.

„Olyan ez, mintha víz alatt próbálnánk tartani egy labdát. Ha elengedjük, a víz kilöki magából a levegővel teli gömböt” – érzékeltette Malfait. Azt azonban nem tudták, ez a felhajtóerő egymagában képes-e kitörést előidézni, vagy szükséges-e hozzá valamilyen más külső hatás is.

A szupervulkánok kürtőjének hatalmas nyomását és hőmérsékletét a grenoble-i Európai Szinkrotron Sugárzási Létesítményben (ESFR) modellezték. Szintetikus magmát öntöttek egy gyémántkapszulába, és hatalmas energiájú röntgensugarakkal fűtötték belülről, hogy megfigyelhessék, a kritikus hőfok elérésekor milyen változás történik.

A kísérlet megmutatta, hogy a szilárd kőzet magmává olvadása olyan nyomással jár, amely a magmakamra fölötti tíz kilométer vastag földkérget is képes átszakítani. A magma behatol a repedésekbe, így végül eléri a felszínt, és ahogy emelkedik, olyan hatalmas erővel tágul, hogy robbanást idéz elő – magyarázta Carmen Sanchez-Valle, a kutatás egyik résztvevője.

A Nature Geoscience-ben ismertetett másik kutatás során a Genovai Egyetem Luca Caricchi vezette tudóscsoportja matematikai modell segítségével magyarázta meg a szupervulkánok és a közönséges tűzhányók közötti különbségeket. Kimutatták, hogy ha az utóbbiak „hiperaktív” módon működnek, idővel „alvó\" szupervulkánokká válhatnak.