A Kárpát-medence utolsó vulkánkitörése az erdélyi Csomádhoz fűződik, de hogyan határozható meg, hogy egy vulkán mikor tört ki utoljára? – esetünkben 32 ezer éve. Az MTA–ELTE kutatócsoportjának szakemberei külföldi kutatókkal, köztük Dunkl Istvánnal, a Göttingeni Egyetem munkatársával együttműködve a cirkon (cirkónium-szilikát) nevű ásványt fogták vallatóra. Mindez nem egyszerű feladat, mivel egy cirkonkristály átmérője nagyjából akkora, mint az emberi hajszálé, és ebből többtucatnyi darabot kell kinyerni a kőzetből.
Mérték a cirkonban radioaktív bomlással keletkező héliumizotóp, valamint az urán- és tóriumizotópok mennyiségét, és ennek alapján meghatározták a cirkon keletkezésének idejét, valamint azt is, hogy mikor zajlott a vulkánkitörés. A héliummérés alapján végzett kormeghatározás azonban meglehetősen bonyolult, és – különösen vulkáni képződmények esetében – még nem sok helyen használják. Ezért ez a kutatás nemzetközi szinten is nagy figyelmet kapott.
Az újszerű vizsgálat lényege, hogy a héliumizotóp-méréssel meghatározható az az idő, amikor a cirkonkristály 150-200 Celsius-fok alá hűlt. A cirkon kristályrácsába nem kevés urán is beépül, izotópjainak bomlásával hélium is keletkezik.
– A cirkonkristály 700-800 Celsius-fok között keletkezik a magmában. Ilyen magas hőmérsékleten az illékony hélium eltávozik a kristályból. Ha azonban a magma felszínre tör, ott hirtelen lehűl, és 150 Celsius-fok alatt a hélium már bennragad az ásvány szerkezetében. Az izotópok nagy pontosságú mérésével ki tudjuk számítani, mikor volt ez az esemény, azaz meghatározhatjuk a vulkáni működés korát. A Csomád esetében a legfiatalabb kitörésre, plusz-mínusz ötszáz éves hibahatárral, 32 ezer évet kaptunk – ismerteti eredményüket Harangi Szabolcs. A kapott korokat más kormeghatározási eljárással, például a vulkáni képződményben lévő elszenesedett növénymaradványok szénizotópos elemzésével ellenőrizték, és ugyanazt a kort kapták, ami növeli a tudományos eredmény értékét. Ennél fiatalabb vulkáni működésre nincs bizonyíték a Kárpát-medencében.
Ez a vulkáni kitörés a most is aktív indonéziai Sinabung vulkán kitöréseihez hasonlíthatott. Azaz egy lávadóm összeomlása nyomán zúdult a környékre a perzselő vulkáni áradat. Sokakhoz hasonlóan a magyar vulkanológusok is azt hitték, hogy ez a 32 ezer évvel ezelőtti esemény alakította ki a jól ismert Szent Anna-tó kráterét. Azonban a kapott eredmények ezt nem támasztják alá. Bányai János erdélyi geológus az 1910-es években vulkáni képződményeket írt le a Csomádtól 21-23 kilométerre lévő Kézdivásárhelyen. llyen nagy távolságra csak a Vezúv 79-es, Pompejit is elpusztító kitöréséhez hasonló nagyságú, robbanásos kitörés juttathatott vastag horzsaköves anyagot, aminek nyomán a vulkánon egy mély kráter alakulhatott ki. Ebben jöhetett létre a Szent Anna-tó.
De mikor történt mindez? A kutatócsoport vizsgálatai meglepő eredményt adtak. A horzsaköves réteg 39 ezer éve keletkezett, jóval korábban, mint a legutolsó kitörések. Ezt a cirkonvizsgálatok mellett más korelemzési eredmények is megerősítették. Ez hatalmas kitörés volt, de nem az egyetlen a Csomád történetében. Az 56 ezer éve kezdődött és 32 ezer éve befejeződött aktív kitörési időszakban legalább három ilyen esemény is történt, aminek vulkánihamu-üledéke délkelet felé sodródott, és akár a Fekete-tenger medencéjéig is eljuthatott. Az 56-32 ezer évvel ezelőtti időszakban az erdélyi tűzhányó igen aktív volt, de érdekes módon az azt megelőző negyvenezer éven keresztül a jelenlegi adatok alapján nyugalomban lehetett. Felvetődik tehát, hogy akkor miként tekintsünk a legutolsó kitörés óta nyugalomban eltelt 32 ezer évre? Elképzelhető, hogy az erdélyi vulkán erőt gyűjt egy újabb kitöréshez?
– Nem tudjuk, ezért nézünk a mélybe, a vulkán alá – utalt egy új kutatási programra Harangi Szabolcs. Egy évvel ezelőtt publikált tanulmányukban kimutatták, hogy ma is létezhet olvadt kőzet a Csomád alatt. A környéken jelentős mennyiségben jön a felszínre szén-dioxid, amelynek összetételét szintén mérik a kutatócsoport tagjai. Az adatok összhangban vannak a korábbi vizsgálati eredményekkel, miszerint a gázok egy része magmából származhat. A mérések szerint a Csomád alatt 10-25 kilométer mélységben 5-15 százalék olvadékot is tartalmazó, erősen kristályos magmás anyag, azaz magmakása található.
A kutatók szerint ez nagyon fontos megállapítás, különösen annak ismeretében, amit a vulkáni kőzetek keletkezésére, a vulkánkitöréseket előidéző folyamatokra kaptak. A Csomád esetében kimutatták, hogy a tűzhányó alatti magmakamra legalább százezer évvel a kitörések megindulása előtt már létezett, és a nyugalmi időszakokban is fennállt. Más szavakkal: a magmatározóban akkor is van (lehet) olvadt anyag, amikor a felszínen nincs kitörés.
Ahhoz, hogy vulkáni működés történjen, az kell, hogy az önmagában kitörésre nem képes magmakását valami felolvassza. Ez pedig egy magas hőmérsékletű friss magma felnyomulása lehet. A felolvasztás viszonylag gyorsan történik, akár évek alatt, ami már emberi léptékű folyamat.
A kulcs azonban, hogy legyen magmakása a vulkán alatt. Ha a magmakamra teljesen megszilárdul, akkor hiába érkezik friss magma, nem tudja felolvasztani. A szilárd anyag megakasztja a felfelé törő kőzetolvadékot, ami idővel szintén lehűl és kikristályosodik. – Emiatt mondjuk azt, hogy a lehetőség az újabb vulkánkitörésre a Csomád esetében fennáll, hiszen kutatási eredményeink arra utalnak, létezik még olvadéktartalmú magmás anyag a vulkán alatt. Azt azonban senki sem tudja megmondani, hogy valóban ki fog-e törni ez a régóta szunnyadó tűzhányó, vagy sem – figyelmeztet Harangi Szabolcs.
Olyan részletességű kutatások, mint amilyeneket a magyar vulkanológusok a Csomádon végeztek, még nem nagyon történtek hosszan szunnyadó tűzhányóról. Ezek segítségével megérthetjük, hogy mi kell a felszín alatti magma kitöréséhez, és hogyan aktivizálódhat egy látszólag inaktív vulkán. Ilyenből pedig számos van szerte a földön. Az új adatok birtokában a magyar kutatócsoport egy új elnevezés bevezetését javasolja: a PAMS vulkán, azaz potenciálisan aktív magmatározóval rendelkező tűzhányó kategóriát.
A földön mintegy 1500 potenciálisan aktív tűzhányó van – a vulkanológiai besorolás szerint azok tartoznak ebbe a kategóriába, amelyek tízezer éven belül legalább egyszer kitörtek –, de számos olyan tűzhányót is ismerünk, amelyek több mint tízezer éve törtek ki utoljára, és mégis meglehetősen aktívnak tűnnek. Ilyen a Yellowstone, ahol hetvenezer éve volt az utolsó vulkánkitörés, holott a laikusok is sejtik, hogy ez egy potenciálisan veszélyes vulkán. A közelmúltban a bolíviai Uturuncu tűzhányó esetében mutattak ki olyan felszínemelkedést – az elmúlt húsz évben fél métert –, amely magmafelnyomuláshoz kapcsolódhat. Ez azt jelenti, hogy hihetetlen mennyiségű kőzetolvadék áramlott a vulkán alá.
A tűzhányó utoljára 270 ezer éve működött, eddig nem is tudtak a létezéséről, műholdas radarmérésekkel azonosították. A Rómához közeli Albanói-hegység területén 35 ezer évvel ezelőtt volt az utolsó kitörés. Látszólag inaktív vulkánról van szó, csakhogy Olaszország területén itt az egyik legintenzívebb a szén-dioxid-kiáramlás – ez is magmás eredetű. Ha ez a vulkán aktivizálódna, milliók élete kerülne veszélybe az olasz fővárosban. De arra senki sem tudja a választ, hogy a Csomád, a Róma melletti vagy a bolíviai tűzhányó még a mi időnkben vagy évezredek múlva tör ki, vagy esetleg örökre elszunnyad. A vulkáni működés léptéke ugyanis nem emberi lépték.
Amikor a Kárpát-medence vulkanikus jelenségeiről beszélünk, nem csak a Csomádra kell tekinteni, hiszen a bazaltos vulkáni működés is nyomot hagyott a térségben. Az elmúlt tízmillió évben több ilyen típusú vulkáni mező alakult ki – a legismertebb a Bakony és a Balaton-felvidék területén, de Salgótarján és Losonc között, illetve Erdélyben a Persányi-hegység közelében is találni ilyet. A bazaltos vulkáni mező jellegzetessége, hogy viszonylag nagy területen sok pici vulkán alakul ki, a kitörés mindig máshol történik. Egy másik jellemző tulajdonság, hogy olykor több száz ezer év telik el a kitörések között.
A Balaton-felvidék térségében 2,5 millió éve volt az utolsó kitörés, valószínűleg ez a vulkáni mező már inaktív. Selmecbánya környékén ellenben százezer éve volt ilyen jellegű vulkáni tevékenység – előtte évmilliókon keresztül semmi sem történt. A kutatások szerint a terület alatti földköpeny még mindig képes arra, hogy megolvadva bazaltmagmát hozzon létre. A kutatócsoport vizsgálatai rámutattak arra, hogy egy ilyen bazaltos magma nagyon gyorsan eléri a felszínt, alig néhány nap alatt áttörheti a földkéreget. Ez azt jelenti, hogy a bazaltos vulkáni mezőn minden előjel nélkül is kitörhet egy tűzhányó.
Ahogy annak a mexikói gazdának, Dionisio Pulidónak a földjén, aki 1943-ban abban a hitben vetette el a kukoricát, hogy hónapokkal később szép termést takarít be. Nem így történt. Kukorica helyett egy vulkán, a Paricutin nőtt ki a földjén.
– A történelmi időben a legnagyobb károkkal járó kitöréseket majdnem mindig évszázadokon vagy évezredeken át szunnyadó vulkánok okozták – figyelmeztet Harangi Szabolcs. Ha erre nem gondolunk, nem is készülünk fel. Így a veszély még nagyobb. A szumátrai Sinabung 2010-ig nyugodt volt, ismereteink szerint több ezer évig nem tört ki. Majd 2010-ben felébredt, 2013 szeptembere óta folyamatosan működik, s mára a föld legaktívabb és legveszélyesebb tűzhányójává vált. Látható, hogy egy békés helyzet nagyon gyorsan megváltozhat.