Eső áztatta vulkán
(Rovat: Katasztrófák ellen, Időjárás és előrejelzése - 2020.05.25 07:15.)

A Hawaii-szigeteken található Kilauea vulkán 2018-as kitörését elemezve rájöttek, mi válthatta ki a pusztító eseményt.

A Kilauea 2018 májusában tört ki, és hónapokig aktív maradt. Augusztusban a repedésekből kilövellő, izzó láva néhány száz méter magasba dobódott ki, a hamufelhők azonban tíz kilométer magara is feljutottak. A sziget keleti partját elöntő lávafolyamok házak százait rombolták le.

A tűzhányók kitörését a magma felszín felé nyomulása előzi meg. Az, hogy ténylegesen mikor következik be a kitörés, számos tényezőtől függ, többek közt a hegy alakjától és a magma kémiai összetételétől. Egy NASA által finanszírozott tanulmány szerzői a Nature-ben áprilisban megjelent cikkükben azt állítják, hogy a kitörés megkezdődéséhez a hosszan tartó, időnként heves esőzések is hozzájárultak.

A Föld kérgének víztartalma megváltoztatja az anyag fizikai tulajdonságait, ami – amint azt eddig is tudtuk – földrengéseket és földcsuszamlásokat idézhet elő, a tanulmány megállapítása szerint azonban a vulkánkitörés közvetlen kiváltó oka, megindítója is lehet. A magma nyomása hatására ugyanis a vulkán belsejében az átázott kőzetek könnyebben megrepednek, mint a száraz kőzet, aminek következtében a magma könnyebben utat tör magának a felszínre.

A kitörések előtt gyakran megfigyelhető (műholdas radarmérésekkel), hogy a magmakamra nyomása hatására a földfelszín deformálódik, néha több deciméterrel is megemelkedik, amiből a kutatók a várható kitörésre tudnak következtetni. A 2018-as kitörés előtti egy évben azonban nem tapasztalták a felszín jelentős emelkedését, ezért más összefüggést kerestek: gyanújuk a csapadékra terelődött.

Apertúraszintézisies radarmérésekkel kimutathatók a felszín deformációi. A radarfelvételt a Kilaueáról 2011. március 5-én készítette az Olasz Űrügynökség COSMO-SkyMed műholdja. A 2018-as kitörés előtt nem tapasztalták a felszín emelkedését. (Kép: ASI)

A csapadék mennyiségét földi mérések és a NASA műholdjainak felvételei alapján határozták meg, majd modellezték a tartós esőzés okozta folyadéknyomás-növekedést a vulkán belsejében, ami közvetlenül elősegíti, hogy a magma áttörje az őt körülvevő kőzetet. Laboratóriumi adatok és numerikus szimulációk alapján arra a következtetésre jutottak, hogy 2018 elején a folyadéknyomás olyan magasra emelkedett, amilyen nagy csaknem fél évszázada nem volt, meggyengítve ezáltal a vulkáni hegyet, ami előidézte a kitörést.

Átvizsgálva a Kilaueára vonatkozó történelmi feljegyzéseket, azt látták, hogy az év csapadékos időszakában csaknem kétszer nagyobb a tűzhányó kitöréseinek valószínűsége. Ez is alátámasztja azt, hogy a számottevő csapadék elősegíti a kitörés megindulását. Feltételezik, hogy az összefüggés más vulkánokra is érvényes lehet. Bár a csapadékvíz beszivárgása és a kisebb gőzrobbanások és vulkanikus földrengések közötti kapcsolatot már ismerték, a 2018-as volt az első eset, amikor összefüggésbe tudták hozni a hónapokig tartó, átlagosnál intenzívebb csapadékhullást a felszín alatt másfél kilométerrel lejátszódó magmafolyamatokkal. A Kilauea 2018-as kitörése előtt az első negyedévben 2,25 méter csapadék hullott, szemben az előző 20 év 0,9 méteres átlagával. Közvetve szerepe lehet az éghajlatváltozásnak is, mert az hozzájárulhat a csapadék mennyiségének változásához, ezért arra számítanak, hogy az átlagosnál nagyobb mennyiségű csapadék által kiváltott vulkánkitörések gyakorisága nőhet a jövőben.

A NASA Terra műholdjának 2018. május 6-i felvételén természetes színekben (balra) látható a Kilauea kitörésének füstcsóvája, míg a jobb oldali képen a csóva magassága látható. (Kép: NASA)

A kutatást a NASA földtudományi részlege támogatta. A felszín deformációját (illetve annak hiányát) az ESA–EU Sentinel–1 műholdjának radarmérései alapján határozták meg. A csapadék mennyiségét a NASA és a JAXA Global Precipitation Measurement és Tropical Rainfall Measurement Mission küldetéseinek mérései alapján számították.