A túlhevült magma lehet a látványos vulkánkitörések titka

A Nature Communications folyóiratban megjelent kutatást a Manchesteri Egyetem vezetésével végezték, és a 2021-es, a spanyolországi La Palma szigetén történt Tajogaite-kitörésből származó magmát vizsgálták.

A túlhevülés késlelteti a kristályok kialakulását

A kutatók szerint a magma úgynevezett „túlhevülése” – amikor hőmérséklete meghaladja azt a szintet, amelyen a kristályok stabilan fennmaradhatnak – jelentősen megváltoztatja annak viselkedését.

Normál esetben a magmában apró kristályok szolgálnak kiindulópontként az újabb kristályok növekedéséhez. A rendkívüli hő azonban ezeket a mikroszkopikus „magokat” feloldja, miközben a magma belső szerkezete is egységesebbé válik. Ennek következtében az új kristályok kialakulása jelentősen lelassul.

Laboratóriumi kísérletek során a kutatók megdöbbentő különbséget figyeltek meg: a nem túlhevített magma már körülbelül 20 perc után kristályosodni kezdett, míg az erősen túlhevített mintákban több mint nyolc órán keresztül nem jelentek meg új kristályok.

A folyékonyabb magma hevesebb kitörést okozhat

A kutatócsoport speciális laboratóriumi berendezésekkel a vulkánok mélyén uralkodó hőmérsékletet és nyomást utánozta. A vizsgálatok során valós időben követték nyomon a kristályok kialakulását szinkrotron röntgen-mikrotomográfiás technológiával.

Az eredményeket számítógépes modellekbe is beépítették, amelyek azt mutatták, hogy a kristályosodás késése miatt a magma hosszabb ideig marad alacsony viszkozitású, vagyis könnyebben folyik. Emiatt gyorsabban emelkedik a felszín felé, ami kedvez a magasra törő lávaszökőkutak kialakulásának.

Ha viszont a kristályok hamarabb kezdenek kialakulni, a magma sűrűbbé válik, lassabban halad, a vulkáni gázoknak pedig több idejük marad eltávozni. Ilyenkor a kitörések általában nyugodtabbak, és inkább lassan hömpölygő lávafolyások jellemzik őket.

Pontosabb előrejelzésekhez vezethet a felfedezés

A kutatók szerint a vulkánkitörések előrejelzésénél jelenleg elsősorban a magma kémiai összetételét, gáztartalmát és a nyomásváltozásokat veszik figyelembe. Az új eredmények azonban arra utalnak, hogy a magma korábbi hőtörténete és a kristályosodás sebessége legalább ilyen fontos szerepet játszhat.

A tanulmány szerzői úgy vélik, hogy ezeknek a folyamatoknak a jobb megértése segíthet a vulkanológusoknak pontosabban értelmezni a megfigyelési adatokat, és megbízhatóbban előre jelezni, hogy egy közelgő kitörés mennyire lesz robbanásszerű vagy éppen viszonylag enyhe.

A kutatás így hosszú távon hozzájárulhat a vulkáni veszélyek pontosabb felméréséhez és a veszélyeztetett térségek lakosságának hatékonyabb védelméhez.