A Hét 1980/2 (25. évfolyam, 27-52. szám)
1980-08-02 / 31. szám
TŰZHÁNYÓK MESSZE SZÁLLÓ ÜZENETEI Az ógörög tefra (hamu) szóval jelöli egy ideje a földtan azokat a közetrétegeket, amelyek a kitörő tűzhányókból kilökődő és a levegőből lerakódó anyagtöredékekből „ülepedtek” a föld felszínére a világ számos vidékén. A vulkáni töredékek lehetnek sziklatömb nagyságúak, de mikroszkóposán parányi porszemek is. A tefra elnevezést Sigurdur Thórarinsson izlandi vulkánkutató használta először. Ö dolgozta ki a tefrokronológia néven ismert kormeghatározó módszert is, amely földrajzi és egyéb események idejének megállapításakor a földtani alakulatok tefrarétegeinek szekvenciáit (egymásra rakódásuk tartalmát) vizsgálva következtet, kihasználva, hogy a tűzhányók többsége évmilliók alatt többször is kitör, és a vulkáni tevékenységet követően tefrarétegek egész sora települ egymásra a környéken (és távolabb is). A cseppfolyós állapotban felszínre kerülő töredékek röptűk közben lehűlnek és megszilárdulnak s — attól függően, hogy a kitörés idején a tűzhányó fölötti légrétegekben milyen erejű és irányú széljárás uralkodott — sok ezer kilométernyire is eljuthatnak, hogy aláhullva mindent beborítsanak: nemcsak hegyeket és völgyeket hanem óceánokat, tavakat, folyammedreket, mocsarakat vagy emberi településeket is. Ha a lerakódó törmelék tartós földtani réteggé „kövül", sajátosságaiból következtetni lehet a kitörés természetére, évére, sőt az évszakra is, amelyben történt. A tefrarétegek gyakran tartalmaznak ugyanis olyan anyagokat, melyeknek kora különféle módszerekkel jól meghatározható. Márpedig ha egyszer a réteg korát egy helyütt megállapították, ez a meghatározás mindenütt érvényes, ahol azonosíthatóan egyező összetételű tefraréteg rakódott le. Tefra a világ minden táján és minden földtörténeti korszak lerakódásaiban található. A tefrarétegek — beszédes sajátosságaikkal, környezetükre tett hatásukkal — az antropológusok, a régészek, a csillagászok, a növény- és állatkutatók, a vegyészek, az éghajlatkutatók, a földrajztudósok, sőt a szociológusok érdeklődését egyaránt felkeltették. A tűzhányó kitörésekor magma nyomul a felszínre. Az 1100 fok hőmérsékletű magma: szilícium, fémek, oxigén, hidrogén, kén és más elemek olvadt, gázos keveréke. Hötartalmának legvalószínűbb forrása: a földköpenyben elszórtan megbúvó radioaktív elemek bomlása. Valószínűleg a köpeny néhány száz kilométer vastagságú legfelső rétegében keletkezik, de hogy miképpen olvad meg és indul el felfelé, még nem ismeretes. A felszínre ömlő magmának láva a neve. Anyagösszetevöi szerint magnéziumos vagy szilíciumos, tehát vagy magnéziumban, vasban, kalciumban gazdag, kovaföldben pedig szegény, vagy kovaföldben, nátriumban és káliumban gazdag, de vasban szegény. A tűzhányók többsége azonban nemcsak lávát, hanem tefrát is „termel". A külső forrásból — talajvíz, tó vagy tenger — föld alatti járatokon a magmába hatoló víz hatalmas robbanásokat okoz, amelyek gyakran nem friss magmát (lávát) vetnek nagyobb mennyiségben a felszínre, hanem inkább tefrát, amelynek összetevői — a kilövellő anyagtöredékek — vagy a földmélyi üregek faláról válnak le, vagy a kráter omló darabjai. A kitörő tefra „forrása" (legtöbbször): a gázokban gazdag, sűrűn folyós — viszkózus — magma (a gázban szegény, híg magma főként lávát „termel"). A magma viszkozitását a benne levő szilícium adja: a magnéziumos bazaltmagma például, amely 45 százaléknyi szilíciumot tartalmaz. 900 fokon százezerszer viszkózusabb, mint a motorolaj szobahőmérsékleten (van olyan — szilíciumos-riolitos — magma is, amelynek viszkozitása több mint trilliószorosan felülmúlja a motorolajét). Amint a szilíciumos magma „elindul" felfelé, hűlni kezd, s minthogy a hövesztés meg a nyomás hatására keletkező gázok egyre növekvő buborékokat hoznak létre benne, szinte „habossá" lazul, majd anyagtöredékek és gázok felhőjévé esik szét. Ha ez az esemény a kráter szájnyílásának közelében játszódik le, a széteső hab kicsordul és lefolyik a tűzhányó oldalain (láva), ha azonban a szájnyílás alatt bizonyos mélységben zajlik le, akkor a kráter aknájába — mint valami gigászi ágyúcsőbe — zárt keveréket a kiterjedő gáztömeg óriási erővel „lövi" ki a szabadba. E két szélső eset között számtalan változat lehetséges, így a tefra (és a láva) is sokféle lehet. Éppen ez a sokféleség teszi lehetővé, hogy az egyes kitörések nyomán lerakódó rétegeket megkülönböztesse a kutatás, és a különbségek alapján „tekintsen vissza" régmúlt kitörések idejébe. A tefra lerakódásának két fő típusa: a piroklasztikus (forrón hömpölygő) áramlás és a tefrazápor. A piroklasztikus áramlás rendszerint a talaj domborzatához „igazodva" terjed (gyakran követi a folyóvölgyeket), s akár 100 kilométernyire is eljut, sebessége pedig óránként 100 kilométeres is lehet. Lerakódásai az ignimbritek, amelyek a tűzhányók környékén sok ezer négyzetkilométernyi területet is beboríthatnak. Váratlanságuk, sebességük és mohó terjedésük miatt különösen veszélyesek (1902-ben Martinique szigetén a 30 ezer lakosú St. Pierre városát tefrából, gázból és forró iszapból kibuggyant piroklasztikus áramlás — pusztította el). Tefrazáporok akkor keletkeznek, ha működő tűzhányó felett képződő kitörési felhőből — a szél hatására — anyagtöredékek „esője" zúdul rá a vidékre. Az így lehulló tefrát általában vulkáni hamunak nevezik. A hamueső nyomán kialakult terjedelmes tefralerakódások egynémelyike több százezer négyzetkilométer kiterjedésű. Az izlandi Hekla tűzhányó 1947. évi kitörése után a szigettől 3800 kilométerre, Helsinkiben is hullott hamueső (75 km/órás sebességgel tette meg a hosszú utat). A Mazama tűzhányó (Egyesült Államok, Oregon) mintegy hétezer évvel ezelőtti nagy kitöréséből lerakodott tefra a tűzhányótól csaknem kétezer kilométernyire is nagy területeket hódított meg. A legfinomabb hamuszemcsék felszállhatnak a sztratoszférába is, hogy a magassági szelek szárnyán akár az egész Földet is körülutazzák. A tefrakitörések rendszerint rövid ideig tartanak, de ismétlődhetnek is, hónapokon vagy akár éveken át. Az indonéziai Krakatao tűzhányó 1883. évi tevékenysége 90 napig tartott, de tefrát csak két napig „termelt" a vulkán. A földmozgások modern elmélete szerint tűzhányótevékenység a földkéreg lemezeinek peremein alakul ki: ott, ahol az egyik lemez a másik alá türemlik, vagy ott, ahol új óceánmeder képződik és a lemezek távolodnak egymástól. A tűzhányók az ilyen tektonikus folyamatok jelzői a múlt vonatkozásában is: a vulkáni tevékenység geológiai adataiból a földtörténet régi lemezmozgásaira is következtetni lehet. A földtani kutatás fontos segédeszközei a — relatív és abszolút — kormeghatározó módszerek. A kormeghatározás abszolút módszerei — különleges fizikai és kémiai (radiokarbonos, kálium-argonos, hasadásnyomokon alapuló, obszidián-hidratálásos, aminosav-racémiás stb.) elemzés segítségével — költségesek és olyan anyagok vizsgálatán alapulnak, amelyek nem mindig adottak. A tefrarétegek korának meghatározásához viszont elegendő néhány elemzés, a rétegek összehasonlító vizsgálata — a tefrakronológia — pedig különösen „beszédes informátor". A különböző tefrarétegek és -telepek tulajdonságainak összehasonlításával meghatározható, hogy mikor és honnan került a „nyersanyag" a vizsgált területre. A vizsgálható tulajdonságok: az ásványtani összetétel, a mintában levő ásványok fizikai tulajdonságai, a szemcsenagyság, a sűrűség, a szin stb. A tefra lehet káros is, hasznos is. A frissen hullott tefrából mérgező anyagok szabadulhatnak fel: elsősorban fluor-, klór- és szénvegyületek. Az izlandi Laki tűzhányó 1783. évi kitörése után a sziget juhállományának csaknem 80 százaléka fluormérgezésben pusztult el. A fluor a tefrától fertőzött fűből került kritikus mennyiségben a szervezetükbe. A Hekla 1970. évi kitörése után hasonló veszélytől kellett (és lehetett) megóvni a környékbeli állatállományt. A kutatók már végeztek számításokat annak becslésére is. hogy egy-egy vulkánkitörés alkalmából mennyi gáz és egyéb anyag szabadul fel. Megállapították például, hogy a nicaraguai Cerro Negro 1968. évi kitörése mintegy 13 millió köbméter tefrát „hintett" a vidékre, s a friss rétegben — egyéb elemeken kívül — mintegy 8900 tonna volt a klór, 140 tonna a fluor és 2,1 tonna a vörösréz. Ami a tefra hasznát illeti, a trópusokon az ismételt tefrahullás nyomán kedvezően megújulhat a talaj termőképessége. Általában a vékony tefratakarók javítják az alattuk levő talajban a vízmegtartást és a termékenységet. A Mazama által „telepített" hatalmas kiterjedésű, összefüggő tefrarétegben például csak nyomokban lehet termőtalajt kimutatni, mégis nagy tűlevelű erdőségek borítják itt a földet. Kutatók megállapították, hogy a tefra bonyolult alakú üveges részecskéinek hajszálcsövessége magyarázza meg a jelenséget. Energiatakarékos égők Kétharmaddal kevesebb energiát fogyaszt és ötször hosszabb élettartamú a jelenlegi izzólámpáknál az amerikai General Electric kutatólaboratóriumban kifejlesztett Electric Harald fantázianévre keresztelt új típusú fényforrás. A hagyományos izzó mellett levő új típusú fényforrás felmetszett modelljén látható a foglalathoz csatlakozó bonyolult szabályozó elektronika. A tervek szerint 1981-ben kezdik meg sorozatgyártását. Mi történik a sín és a kerekek között? A Német Szövetségi Köztársaság állami vasúttársasága, a Deutsche Bundesbahn menetrendszerű expresszvonatai ma 200 km/h sebességgel közlekedhetnek. Minthogy az ország legnagyobb városai közötti távolság megtételéhez még így is gyakran 4—5 órás utazás szükséges. Az új pályákat úgy alakítják ki, hogy ennél nagyobb csúcssebességet is elviseljenek. Az autópályákon bevezetett sebességkorlátozás óta (persze csak a városközi hálózatba bekapcsolt települések között) egyértelműen gyorsabb vasúton, mint személygépkocsin utazni. Az elméleti vizsgálatokból kiderült, hogy kb. 250 km/h átlagsebesség fölött olyan jelenségek játszódnak le a vasúti sin és a rajta gördülő kerekek között, amelyeket ma még szinte egyáltalán nem ismerünk. Ezeknek a folyamatoknak a jobb megismerésére készítették el azt a speciális mérőkocsit, amelyet több nyugatnémet nagyvállalat szakembereiből álló munkacsoport tervezett és alakított ki. A mérőműszerekkel, adatgyűjtő és feldolgozó berendezésekkel, elektronikus számítógépekkel ellátott vagon futóműveit úgy függesztették fel, hogy a kerekek minden rezdülését, megcsúszását és fékeződését rögzíthessék. Az új mérőkocsit a közforgalmú pályákon 250 km/h sebességgel üzemeltetik majd. 18
