Megfejtették a szupervulkánok titkát

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, 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 horpadást 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, 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 tudják, 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 gyémánt kapszulába, és hatalmas energiájú röntgensugarakkal fűtötték belülről, hogy megfigyelhessék, milyen változás zajlik le a kritikus hőfok elérésekor.

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.