A föld felszínén mélyen két elképzelhetetlen erősségű szupervulkán nyugszik az amerikai kaliforniai és Wyoming államokban. Ha felrobbannak, akkor néhány órán belül az Egyesült Államok egész nyugati részét vastag vulkanikus porréteg borítja. Ezen vulkánok mindegyike legalább négyszer robbant fel az elmúlt két millió évben! Hasonló erővel bíró tűzoltó szörnyek várják idejüket Indonézia és Új-Zéland mélyén.
A visszaszámlálás megkezdődött
A szupervulkán kitörése pusztító energiában csak egy közepes méretű aszteroida zuhanásával hasonlítható össze. De ez a szörny tízszer gyakrabban ébred fel - körülbelül több százezer év alatt -, és a legdrámaibb természeti katasztrófát okozzon, amely az emberiséget elbocsáthatja. Ezen felül a tragikus esemény pillanatnyi következményein túl, például a globális éghajlat kiszámíthatatlan változásai is előfordulnak. Nem meglepő tehát a kutatók nagy vágya, hogy megértsék ennek a jelenségnek az okait, hogy ha nem is akadályozzák meg ezt a halálos kataklizmát, amelyet természetesen az emberek nem tudnak megtenni, akkor legalább előre látni. A tudósok az 1950-es évek óta foglalkoznak ezzel a problémával, de csak az utóbbi évtizedekben volt kézzelfogható áttörés a szupervulkánok belsejében működő mechanizmusok megértésében.
calderas
A „caldera” szó a spanyol caldera-ból származik, ami „nagy üstöt” jelent, és egy ovális vagy kör alakú mélyedésre utal, amely a vulkán tetején található, általában egy kitörés után. Vannak 30–60 kilométer méretű és több kilométer mélyen kalderák. Ezek általában akkor fordulnak elő, amikor a vulkánok alatt lévő földalatti üregek (a vulkanológusok magma kamráknak hívják őket) túlcsordulnak, és a nagynyomású magma szivárog a szellőzőnyílásokba, amelyeket "bedugtak" fagyasztott kőzettömegek. És van egy robbanás! A fentebb említett hatalmas kaldereket valódi szupervulkánok generálják, amelyek több száz és ezerszer nagyobbak, mint a tudósok! Nyilvánvaló, hogy ezeknek a kalderáknak a mágiakamrái szörnyű méretűek voltak.
A Yellowstone Nemzeti Parkban három viszonylag fiatal szupervulkánok található. Különböző időpontokban alakultak - 640 ezer évvel ezelőtt, 1,3 millió és 2,1 millió évvel ezelőtt.
Promóciós videó:
Magma kamrák
Az elmúlt két millió év során négy szupervulkán a Wyomingban lévő Yellowstone Nemzeti Park, a kaliforniai Long Valley, a Szumátra Toba és az Új-Zélandi Taupo területén 750 köbkilométer magmát bocsátott ki bolygónk béljáról!
Az 1970-es évek közepe óta tanulmányokat folytattak a magma kamrák kialakulásának sajátosságairól. Szuper-kitörések merülnek fel a függőleges repedések megjelenése eredményeként, a magma nyomása alatt, elérve a Föld felszínét. Magma e repedések mentén emelkedik fel, és számát körbe szorozva. Egyfajta gyűrű alakul ki, amelyen belül egy hatalmas henger alakul ki, nincs támasz. Összeomlik az üres magma kamrába, mint egy ház teteje, amely elvesztette a falait! Ez az összeomlás kiszorítja a kamrában fennmaradó magmát és gázokat, és a gyűrű alakú szellőzőnyílásokba rohan
Az apró kristályok megoldják a nagy problémát
Régóta megfigyelték, hogy a vulkáni kőzetek darabjai apró kristályokból állnak. Mindazonáltal csak az 1980-as évek végére vált lehetővé alaposabb tanulmányozásuk róluk. Az elmúlt évtizedben a geokémikusok komoly érdeklődést mutattak a cirkón ásvány kristályai iránt, amelyek a vulkáni kőzetek részét képezik. Az ásvány felkeltte figyelmüket magas ellenálló képességgel a magas hőmérsékleten és nyomáson. Kiderült, hogy a cirkonkristályok oxigén-18-at tartalmaznak, amelynek atomi atomjában nem 8 neutron van, mint a légköri oxigénben, hanem 10! Ezenkívül a vizsgált cirkonkristályok mintáiban kevés oxigénizotóp volt - kevesebb, mint a magmában! Ez azt jelentette, hogy a cirkónium esőből vagy morzsoló hóból kőzetekből képződött!A cirkonkristályok tanulmányozása alapján a geokémikusok kidolgozták azt a módszert, amellyel felbecsülhetik a közelgő vulkánkitörések valószínűségét. Igaz, hogy a becslések értelmezéséről eltérő vélemények adódnak. Legalább néhány geokémikus megjósolja a vulkánizmus új ciklusának küszöbön álló beindulását.
A szuper-kitörések következményeivel kapcsolatban nézeteltérések merültek fel. A magma kamra felszabadulásának robbanásveszélyes tulajdonságait két tényező határozza meg - ennek az anyagnak a viszkozitása, azaz a kiáramlás sebessége és a nyomáskülönbség a magma kamrában és a föld felszínén. Ennek a feltételezésnek a tesztelésére speciális vizsgálatokat végeztek. Különösen a magma kiáramlásának jellegét vizsgáltam mikroszkopikus szinten.
A szuper-kitörések következményei
Ezeknek a folyamatoknak számos modelljét vették figyelembe. Az egyik változat szerint a Long Valley és a Yellowstone Nemzeti Park szupervulkánjainak nagy kiterjedésű kitörését szimbolizálták a hamu és gázok túlhevítése mellett, amely ebben az esetben 50 kilométer magasságra rohanna a sztratoszféra felső rétegeiben. Ahogy a magma kamra feletti "tető" összeomlik, a szellőzőnyílásból kitörő hatalmas szürke felhők vízszintesen szétszóródnak a kaldera körül. Ezek a folyók, amelyek a láva és a hamu köztes formációi, rendkívül gyorsan terjednek - akár 400 kilométer / óra sebességgel! Az autók és még a könnyű repülőgépek sem tudnak menekülni tőlük. Ezen felül a szürke felhők nagyon forróak lesznek - 600-700 Celsius fokig.
Ez azt jelenti, hogy mindent elégetnek tíz kilométeres körzetben. A fent említett szürke felhők még rosszindulatú és messzemenő következményekkel járnak.
A szupervulkán körül száz kilométeres körzetben fehérszürke hamudarabok esnek ki néhány napra vagy akár hetekre is. Még 300 kilométeren belül a lehullott hamu vastagsága legalább fél méter. Ha esővel keveredik, akkor a nedves és ezért nehéz hamu sok házépület tetejét összeomlik. A kaldera körüli 200 kilométeres körzetben még délben is sötét lesz, mint szürkületben. A fentiek mellett megemlítjük a városi áramkimaradásokat, a hajózható folyók hamu eltömődését, a mezőgazdaság helyrehozhatatlan károkat.
Egy másik tényező a kénsav
A vulkánok által kibocsátott sok gáz közül a kéndioxid különösen káros a környezetre. Reagál légköri oxigénnel és vízzel, csekély mérgező kénsavat képez. Ezek a cseppek blokkolják a napfényt, napról napra fordulva, és hideg pillanat alatt "biztosítva" bolygónkat. Ez a helyzet hasonlóvá válik a hírhedt „nukleáris télhez”, amelyet a nukleáris háború katasztrofális következményeként számítottak. A földi hidrológiai ciklusok sajátossága olyan, hogy a bolygó öntisztítása a szupervulkánkitörések következményeitől évtizedekig tart! Érdekes módon, a glaciológusok 1996-ban megvizsgálták a grönlandi és az antarktiszbeli jégborító mintákat, és ott kénsavnyomokat találtak rétegekben, amelyek időben megegyeztek a szumátriai Toba-vulkán kitörésével, amely 74 ezer évvel ezelőtt történt!Aztán a bolygó béléből 2800 köbkilométer láva és hamu került kiürítésre, és a globális levegő hőmérséklete átlagosan 5-15 fokkal esett vissza! A kutatók egyébként azt találták, hogy a kénsav nagy része hat év alatt elpárolgott a jégből!
Ne felejtsük el az ózonot
A geokémikusok külön tanulmányt készítettek egy különösen hatékony oxidálószerről - az ózonról. Ez egy olyan gáz, amely megóvja a föld minden életét a nap káros ultraibolya sugárzásától. Amikor a sztratoszférában az ózon kölcsönhatásba lép a kéndioxiddal, sav képződik, amely az esővel a földre esik. Itt kölcsönhatásba lép a vulkáni hamuval. Így a védő ózonréteg elvékonyodik.
A Pinatubo-hegy 1991-es kitörésének eredményeként a Fülöp-szigeteken a légkörben lévő védő ózonréteg 3-8 százalékkal elvékonyodott!
Magazin: A 20. század titkait22. Szerző: Leonid Prozorov