Hogyan tud egy földrengés felébreszteni egy évszázadok óta alvó vulkánt?
A július 30-i kamcsatkai, 8,8-as magnitúdójú földrengés a feljegyzett földmozgások történetének hatodik legerősebb eseménye volt. Szerencsére a kapcsolódó szökőár nem volt pusztító, vélhetően amiatt, hogy nem volt nagy a függőleges irányú kőzettest-elmozdulás az óceán vize alatt – továbbá kiválóan működött a szökőárfigyelmeztető-rendszer, és a lakosság is fegyelmezetten reagált rá. A rengés után a két kamcsatkai vulkán kitörése is nagy feltűnést keltett, és körbefutott a hírük a sajtóban. A Kljucsevszkoj tűzhányó már április óta működésben volt, a Kraseninnikov azonban 475 év szunnyadás után ébredt fel. Okozhatta-e ezeket a vulkánkitöréseket a földrengés, ha igen, akkor újabb tűzhányók is működésbe léphetnek? Röviden a válasz: egy földrengés önmagában nem tud vulkánkitörést okozni, a vulkánnak már kitörésre készen kell állnia ehhez.
Számos olyan nagy földrengés volt a múltban, amit nem követett vulkánkitörés, pedig a rengés tűzhányók közelében történt. A 2011-es nagy japán Tóhoku-földrengés után sokan felvetették, hogy annak hatására, 1707 után ismét kitörhet a Fudzsi, de ez nem következett be. Ugyanakkor vannak példák arra is, hogy időben egymáshoz nagyon közel történt nagy földrengés és vulkánkitörés is. Sőt vannak arra is példák, hogy néhány éves különbséggel történt nagy földrengés és vulkánkitörés. A legtöbbet idézett ilyen egybeesés a műszeres mérésekkel valaha dokumentált legnagyobb földrengés Chilében (9,5 magnitúdójú valdiviai földrengés) és a Puyehue-Cordón Caulle vulkán kitörése. A tűzhányó akkor már szokatlanul hosszú ideje nem tört ki, és két nappal a földmozgás után lépett működésbe. Vannak még feljegyzések ilyen időbeli egybeesésekről, de máig nem bizonyított, hogy egyértelmű kapcsolat van egy erős földrengés és egy vulkánkitörés megindulása között.
Abban a szakemberek többsége egyetért, hogy önmagában egy földrengés nem elég ahhoz, hogy egy vulkán életre keljen. Ehhez az is szükséges, hogy a vulkán alatti magmatározó rendszer olyan állapotban legyen, hogy abban már kialakult a fizikailag kitörésre képes magma, ami bármikor felszínre törhet. Egy nagy földrengés megváltoztathatja a földkéregben a feszültségi viszonyokat, ami történhet hirtelen, de akár a földrengést követően, elhúzódóan is. Arra vannak megfigyelések, hogy egy nagy földrengés aktiválhat egy közeli törészónát, azaz az ott felhalmozódó feszültséghez hozzátehet annyit, hogy ott is földmozgás történjen (ez történt például a 2023-as törökországi földrengés során is). Sőt vannak emberi tevékenység által indukált földrengések is.
A kutatások egyértelműen kimutatták, hogy szunnyadó vulkánok alatt is vannak magmatározók, amikben kristálygazdag magma, azaz kristálykása van. Ez fizikailag nem képes felszínre jutni, ahhoz, hogy vulkánkitörés legyen, szükséges egy mélyről jövő friss magmafelnyomulás vagy a magmatározóban zajló olyan fizikai folyamat, ami olvadékban gazdag magmaadagot hoz létre. A vulkánkitörések megindulásában nagy szerepe van a kőzetolvadékban oldott állapotban lévő illékony anyagoknak (pl. víz, szén-dioxid, kén-dioxid). Ha ezek kiválnak, azaz gázbuborékok formájában elkülönülnek (mint amikor a pezsgőspalackot kinyitjuk), akkor jelentős nyomást fejtenek ki, lecsökkentik a magma sűrűségét. Fizikailag ez azt jelenti, hogy ez a magma akár felszínre is törhet, ha a magmatározóban kialakult belső nyomás akkora lesz, hogy a magmatömeg feltöri a felette lévő, néhány kilométer vastag kőzettestet.
Ha egy vulkán közelében történik egy nagy földrengés, akkor az azáltal okozott feszültségváltozás elősegítheti például a magmatározóban a gázbuborék-képződést, megbolygathatja a magmatározót. Fontos azonban hangsúlyozni, hogy ehhez a magmatározóban már olvadékban gazdag magmának kell lennie. Ha nincs magmatározó (azaz a vulkán inaktív), ha a magmatározóban nincs kitörésre képes magma, akkor egy akármilyen nagy földrengés sem képes vulkánkitörést létrehozni. Kamcsatkán a Kljucsevszkoj vulkán már április eleje óta kitörésben volt, azaz a július 30-i földrengés és a vulkánkitörés csupán véletlen egybeesés volt, nem a földrengés indította el a vulkáni működést. A vulkán krátere már tele volt lávával, ami júliusban több alkalommal is látványosan megfestette a felette kialakult lencsefelhőket.
Augusztus 3-án működésbe lépett egy addig viszonylag kevéssé ismert, a Kljucsevszkojtól nem messze lévő másik vulkán is, a Kraseninnikov. Ez egy viszonylag lusta vulkán, a kitörései között jellemzően hosszú szunnyadási időszakai (több száz év) vannak. Utoljára 1550-ben tört ki, azt megelőzően 200 évig aludt, így nem volt semmiféle műszeres megfigyelés a működésével kapcsolatban, és nem végeztek rajta részletes kőzettani és geokémiai kutatásokat sem. Azaz egyszerűen nem tudjuk, milyen állapotban volt a tűzhányó. Vélelmezhető azonban, hogy földrengés nélkül is napokon, heteken belül kitört volna, a rengés csupán meggyorsíthatta a magmatározóban zajló folyamatot és a vulkánkitörés megindulását.
A július 30-i, 8,8 magnitúdójú földrengést máig erős utórengések követik, ezek egy ilyen eset után akár hónapokon keresztül is várhatóak még. Az időben szorosan kapcsolódó vulkánkitörés, különösen a Kraseninnikov felébredése rámutat arra, hogy még jobban kell ismernünk a tűzhányók, ezen belül a hosszan szunnyadó vulkánok magmatározóiban zajló fizikai és kémiai folyamatokat. Szükségesek a tudományos kutatások mind a vulkáni működés okára, mind a földrengések hatására, akár a két természeti folyamat kapcsolatára vonatkozóan.
A szerző geológus-vulkanológus, az MTA rendes tagja, tanszékvezető egyetemi tanár (ELTE TTK Földrajz- és Földtudományi Intézet, Kőzettan-Geokémiai Tanszék), az MTA–HUN-REN CSFK PannonVulkán Lendület Kutatócsoport és a Tűzhányó Blog Facebook-csoport vezetője
