Magyar részvétellel értek el új eredményeket a vulkánkitörések vizsgálatát célzó müográfiai kutatásokban, melyet kutatóközpontunkban az Innovatív Detektorfejlesztő Kutatócsoport koordinál. A vulkáni folyamatokat a felszín alatti magma állapotának változása és mozgása irányítja, ami gyakran a tűzhányók talajfelszínének emelkedését okozza a kitörések előtt. A talajmozgások távérzékelése értékes eszköze a vulkánkitörés előrejelzésének, azonban a talaj deformációját kiváltó fizikai okok nem minden esetben ismertek, és az esetek közel felében nem követi kitörés a deformációt. A felszín alatti magma változásának és mozgásának megfigyelése segítheti a valódi okok feltárását és az előrejelzés javítását.
A Szakuradzsima-vulkán Japán egyik legaktívabb tűzhányója, aminek évente több száz robbanásos kitörése szór vulkáni kőzeteket és hamut a néhány kilométeren belül található környezetére. Érthető hát, hogy a közel hatszázezer lakosú Kagoshima város központjától néhány kilométerre található tűzhányó az egyik leginkább monitorozott vulkán a térségben. A Wigner Fizikai Kutatóközpont és a Tokiói Egyetem által üzemeltetett Szakuradzsima Müográfia Obszervatórium is folyamatosan gyűjt adatokat 2017 óta. A magyar technológián alapuló berendezés a légkörben keletkező és a vulkánon keresztülhatoló kozmikus müon részecskék nyomkövetésével alkot “müografikus” képeket a tűzhányó belső szerkezetéről és annak változásáról.
A magyar-japán kísérleten dolgozó nemzetközi kutatócsoport ezzel az új módszerrel mérte meg a Szakuradzsima-vulkán krátere alatt a sűrűség változását, és ezt összehasonlították a talajfelszín mozgásával, valamint a kitörések gyakoriságának változásával. A mért tömegsűrűség – ez az az adat, amit megbízhatóan tud megmérni a kozmikus képalkotás – növekedett a nyugalmi időszakokban, amikor a vulkán talajfelszíne magasabban volt, és a tömegsűrűség csökkent a gyakori kitörések időszakaiban, amikor a talajfelszín alacsonyabban volt. A müográfia segített feltárni a rejtett vulkáni folyamatokat: a vulkán a nyugalmi időszakokban sűrű magmával tömődött el, ami kürtőben a vulkáni gázok és a magma nyomásának emelkedését okozta, ami a vulkán felszínének emelkedését eredményezte. A kitörési időszakokban a dugó megsemmisült, és helyébe friss, kisebb sűrűségű magma emelkedett, ami felszabadította a nyomást, és a vulkán felszínének lefelé mozgását eredményezte.
(Kép: MTI)
Az eredmények demonstrálják, hogy a müográfia egy hasznos kiegészítő eszköze a talajfelszín deformációját mérő távérzékelős technikáknak a Szakuradzsima-vulkán és más hasonló kitörési aktivitást mutató tűzhányók esetén. A müográfia jelenleg a vulkáni veszélyek középtávú értékeléséhez nyújthat hasznos információt. A müon nyomkövető berendezések érzékeny felületének növelésével csökkenthető lesz képalkotáshoz szükséges idő, ami lehetővé teszi a müográfia alkalmazását a különböző jeleket (pl. földrengés- és felszíndeformáció jelek, felszínre tóduló gázok összetétele, stb.) monitorozó eljárásokat használó előrejelzési rendszerek részeként is a jövőben.
Az eredményeket a Geophysical Research Letters rangos tudományos folyóirat közölte, a cikk első szerzője Oláh László egykori kollégánk, jelenleg a Tokiói Egyetem kutatója:
(A cikket írta: Oláh László)
