Élet és tudomány

Évtizedek, évszázadok, évmilliók - Pusztító vulkánkitörésektől a borospincékig

Megjelent az Élet és tudomány 2008. szeptemberi számában

Írta: Dr. Harangi Szabolcs és Lukács Réka

Az ignimbritek, azaz a horzsaköves hamuárak üledékei a legpusztítóbb vulkáni kitörések képződményei. A Bükk előterében, a szőlősorok között megbúvó sziklák nyitott könyvként mesélnek ezekről a vulkáni kitörésekről. Amikor pedig már megtelt a vulkanológiai élménytár, jól eshet egy kis pihenő magában a vulkáni kőzetben, ahol a környék kiváló borai rejtőznek!

A Bükk hegység lankás déli előterében szőlősorok húzódnak, az erdővel borított domboldalakból helyenként „tündérsziklák” – a helyiek elnevezésével kaptárkövek – emelkednek ki. A süveg alakú kaptárkövek Törökországot, Kappadókia vidékét idézik, s anyaguk is hasonló az ottani formákéhoz: tajtékköves. Ez, a vulkanológia szaknyelvén horzsaköves riolittufa, egykor heves robbanásos vulkáni kitörések során keletkezett. A jól faragható „tufakőbe” évszázadok óta borospincéket mélyítenek, amelyekben egyebek között Eger, Ostoros és Noszvaj messze földön híres borait tárolják, de a vulkáni képződmény valamikor barlanglakásoknak is helyet adott.

Horzsakövek és üvegszilánkok

A Bükkalja vidékét meghatározó riolittufát a legpusztítóbb típusú vulkáni kitörések hozták létre. A szilícium-dioxidban dús magmában lévő gázbuborékok belső nyomása hirtelen szétvetette a kőzetolvadékot, mégpedig oly mértékben, hogy az milliméternél kisebb darabokra szakadt. Ezek az ívelt formájú, sokszor X és Y alakú kőzetüveg-szilánkok a szétrobbanó magmából származnak, az egykori gázbuborékok közötti olvadék hirtelen megszilárdult darabjai. A magma ugyanis közvetlenül a robbanása előtt a nagy gáztartalomtól szinte felhabzott, ezt tükrözi a horzsakövek, mikroszkóp alatt látható jellegzetes belső szerkezete. A hirtelen megdermedt „kőzethab”, avagy horzsakő sűrűsége még a vízénél is kisebb, ezért úszik a vízen!
A hatalmas robbanással felszínre nyomult vulkáni törmelékanyag egy része 20-30 kilométer magasságba emelkedett, nagy része azonban a felszín közelében, óriási – akár több száz kilométer/órás – sebességgel zúdult végig, letarolva mindent, ami útjába esett. Nehéz elképzelni az ilyen vulkáni kitörés erejét és hatását, mivel a történelmi időben nem sok példát találunk rá. (Ehhez hasonló lehetett a Santorini mintegy 3600 évvel ezelőtti, a Tambora 1815-ben történt pusztító kitörése.) Már viszonylag jobban dokumentált az alaszkai Katmai közeli Novarupta 1912-ben bekövetkezett „felrobbanása”, amelynek leírása alapján némi képet kaphatunk arról, hogy milyen gigászi erők működhettek az egykori Bükkalján is.

A XX. század legnagyobb vulkánkitörése

1912. június 6-án hatalmas robbanás rázta meg az alaszkai Katmai-vulkán környezetét. A felnyíló repedésekből izzó horzsakövek, vulkáni hamu, valamint forró gázok törtek fel és emelkedtek rövid idő alatt több mint 10 kilométer magasságba. Az ismétlődő robbanások hangját több száz kilométer távolságban is hallották! Aznap délután sűrű hamueső hullt a vulkántól mintegy 170 kilométerre fekvő kisvárosra, Kodiakra. A vulkáni kitörés 60 órán át, majdnem három napig tartott. Savas eső esett több mint 1000 kilométer távolságban fekvő Vancouverben és Seattle-ben, a vulkáni hamufelhő pedig fokozatosan délkelet felé sodródott, június 17-én már elérte Algériát. A kitörés ideje alatt sötétség borult Alaszka déli részére, a kén-dioxid gázok fojtóvá tették a levegőt. Sok települést örökre elhagyott a lakosság. Madarak milliói vakultak meg és estek áldozatul, akárcsak a medvék és más nagytestű állatok, Alaszka lazachalászata összeomlott.
A vulkáni kitörésnek drámai hatása volt a környezetre, sőt az egész északi féltekére. A sztratoszférába kerülő kén-dioxid reakcióba lépett a vízgőzzel, és kénsav aeroszollá alakult, amely visszaverte a napsugarakat. Ez kismértékben csökkentette a globális átlaghőmérsékletet. A finom vulkáni hamuszemcsék éveken keresztül a légkörben maradtak, és gyönyörű, színes naplementéket okoztak szerte a Földön.
Mivel a vulkáni kitörés távol esett a lakott területektől, csak 1916-ban indult oda egy expedíció a National Geographic Society támogatásával, hogy megvizsgálják, mi is történt négy évvel korábban. A kutatócsoportot megdöbbentő kép fogadta. A valaha 2300 méter magasságba emelkedő Katmai-tűzhányó mintegy 300 méterrel alacsonyabb volt, és helyén egy két kilométer széles, 600 méter mély kráter jött létre. A kitörés azonban nem innen történt, hanem mintegy 10 kilométer távolságban a Trident-vulkán előterében megnyíló hasadékokból. Ám a legdöbbenetesebb látvány ettől északra, az egykori Ukak folyó völgyében fogadta a kutatókat. Ennek helyén 4 kilométer szélességben vulkáni hamu borított mindent, és forró gőzök, úgynevezett fumarolák süvítettek ki a vulkáni üledékből. Az expedíció vezetője a látvány alapján a Tízezer füst völgye (Valley of Ten Thousand Smokes) elnevezést adta a korábban név nélküli völgynek. A völgyfőben egy hatalmas kiterjedésű, szintén füstölgő lávalepényt találtak, egy viszkózus riolitos láva kitüremkedését, amelyet Novaruptának, „Új kürtő”-nek neveztek el. Mi is történt a rövid három nap alatt?
A Katmai- és Trident-tűzhányók alatti magmakamra-rendszerben a szilícium-dioxidban gazdag kőzetolvadékban egyre több és egyre nagyobb gázbuborék jelent meg és halmozódott fel. A magma felső része szinte már felhabzott, és a gázbuborékoknak olyan hatalmas belső nyomása volt, hogy az hirtelen szétvetette a kőzetolvadékot és a magmatározó feletti kőzetrétegeket, majd roppant nagy energiával a felszínre tört. A számítások szerint 30-35 köbkilométernyi (!) vulkáni törmelékanyagot dobott a felszínre. Magyarország teljes területét mintegy 35 centiméteres vastagságban borítaná be ez a vulkáni hamu! A Tízezer füst völgyének felső részén a vulkáni hamu vastagsága a 200 métert is meghaladta! A vulkáni hasadékból kitörő nagy tömegű izzó horzsakő és hamutörmelék egy része nem volt képes a magasba emelkedni, ehelyett több mint 100 kilométer/óra sebességgel zúdult le az egykori Ukak folyó völgyében. A 20 kilométernél messzebb is eljutó vulkáni hamuár minden útjába esőt letarolt és elpusztított. A fáknak csupán elszenesedett maradványai őrződtek meg a vulkáni üledékben. Az elborított folyó vize felforrt, a vízgőz utat tört magának a vastag vulkáni hamutömegen keresztül, és fumarolák formájában távozott el. A vulkáni kitörés szinte teljesen kiürítette a magmakamra-rendszert. Nemcsak a Trident-vulkán alatti kőzetolvadék távozott el, a vulkáni kitörés a 10 kilométer távolságban lévő Katmai-vulkán alól is „kiszívta” a magmatömeget. Ezért a vulkáni működést követően a kiürült magmatározó összeomlott, teteje beszakadt, így jött létre a Katmai mély kalderája.

Párhuzamos hazai példa

A katmai esemény jó támpontot ad arra, hogy elképzelhessük, mi játszódott le a mai Bükkalja területén 13-20 millió évvel ezelőtt. Ez az időszak volt a Kárpát-medence, vagy ahogy a földtudományi szakemberek nevezik, a Pannon-medence kialakulásának fő időszaka. A térséget kisebb-nagyobb kőzetblokkok, kőzetlemezek alkották, amelyek kelet-északkelet felé mozogtak, közben pedig jelentős forgásokat végeztek. Nagy erejű földrengések pattantak ki, hosszú törések, hasadékok nyíltak fel a földkéregben. Az akkor még vastag földkéreg alsó része részlegesen megolvadt, amit elősegített a földköpeny felső részén képződött bazaltos magmák felnyomulása és a velejáró hőhatás. A dácitos és riolitos kőzetolvadék utat talált magának a törésrendszereken keresztül, megpihent a felszín közeli magmatározókban, majd a felgyülemlett gázok belső nyomása kirobbantotta a felszínre. Hét millió éven keresztül több szakaszban törtek fel a dácitos és riolitos magmák.
A kitörések jellege hasonló lehetett az alaszkai eseményekhez. A sokszor még igen nagy hőmérsékletű horzsaköves vulkáni hamu anyaga nagy sebességgel söpört végig a felszínen. Völgyeket töltött fel, több száz négyzetkilométer nagyságú területeket borított be vastagon és egyenletesen laza vulkáni üledékkel, a horzsaköves ignimbrittel.
A sokszor több tíz méter vastag vulkáni üledék hőmérséklete elérhette a 400-500 Celsius-fokos hőmérsékletet is. A vastag üledék rétegnyomása ellapította és összenyomta a vulkáni kőzetüveg-szilánkokat, amelyek az olvadásponthoz közeli hőmérsékleten összehegedtek, és elnyúlt, láng formájú, kicsiny képleteket, fiamme-ket hoztak létre. Ezek a képződmények az összesült ignimbritek, amelyek akár a lávakőzetekhez is hasonlíthatnak. Jóval ellenállóbb kőzetek a laza, összesülést nem mutató ignimbriteknél, ezért sokszor megvédték ez utóbbi képződményeket a lepusztulástól.

Kaptárkövek, borospincék, barlanglakások

A vulkáni működést követően egy kiterjedt ignimbrites plató jött létre. Akkoriban a háttérben még nem magasodott fel a Bükk hegység vonulata. A száraz éghajlaton időszakos vízmosások mélyedtek be a vulkáni kőzetanyagba, a plató mozaikszerűen feldarabolódott. A meredek lejtőkön kisebb-nagyobb kúpok alakultak ki. A domboldal további, hátráló pusztulásával ezek a kúpok egyre inkább elkülönültek. Kezdetben még egy nyereg összekapcsolta őket a hátráló lejtő frontjával, majd végül önálló, cukorsüveg alakú formákat hoztak létre.
A bükkaljai „tündérsziklák” különlegességei az oldalukba vágott szabályos fülkék. A mintegy 500 fülke eredete máig vitatott. Némelyek szerint a területen élő kelta törzsek vésték a sziklákba a fülkéket halotti szertartásokhoz, mások szerint honfoglalás koriak, és áldozati célra készültek. A leggyakrabban hangoztatott nézet szerint azonban ezek a mélyedések a sziklai méhészet nyomai, s méhkaptárok céljaira készültek. Ez utóbbi alapján nevezik kaptárköveknek a Bükkalja 13-20 millió éves, nagy erejű ignimbrit vulkáni kitörés során keletkezett egyedi szikláit. (Lásd az Élet és Tudomány 2004/32. számát! – A szerk.)
Az ignimbrit könnyen faragható, változatos, szép megjelenésű kőzet, ráadásul jó hőszigetelő tulajdonságú, ezért kedvelt építőkő. Ennek köszönhetően a térségben szinte minden településen található e kőzetbe vájt pincesor (például Eger, Szomolya, Bogács, Cserépfalu, Tibolddaróc). Van, ahol közvetlenül a vulkáni kőzetbe mélyülnek a boroshordókat rejtő üregek, sok helyen pedig faragott kövekből épült takaros bejárat hívogatja a szomjazó vándort. A települések utcáit járva templomok és lakóházak építőköveiként is megszemlélhetjük e vulkáni kőzetet.
A borospincék mellett, az 1900-as évek elején lakások is mélyültek a puha riolittufába. A gazdasági világválság idején sokan vándoroltak ki Amerikába, a szegényebbek pedig a tufafalba ásták lakásaikat, ők a „Kisamerikába” vándoroltak. A legépebben megmaradt barlanglakások Cserépfalu határában tekinthetők meg.

Dr. Harangi Szabolcs és Lukács Réka
ELTE TTK Kőzettan-Geokémiai Tanszék



Kérdések:

1. Mi az ignimbrit szó szerinti jelentése?

2. A Bükkalján hol található a legtöbb kaptárkőből álló és fülkékben leggazdagabb sziklaegyüttes?

3. Mekkora hőmérsékleten keletkeznek az összesült ignimbritek?

4. Mikor keletkeztek a Bükkalja ignimbrit képződményei?
            a, az eocén korban
b, a miocén korban
c, a pliocén korban

Ráadásjáték: Fényképezzen le egy ignimbritben található fiammét!