A szerkesztő megjegyzése (6/4/18):
Aztila Kilinc, a Cincinnati Egyetem geológiai tanszékének vezetője a következő választ adja:
Aztila Kilinc, a Cincinnati Egyetem geológiai tanszékének vezetője ezt a választ adja. Kilinc professzor legutóbb Hawaii és Montserrat vulkánjait tanulmányozta.
Amikor a föld felső köpenyének vagy alsó kérgének egy része megolvad, magma keletkezik. A vulkán lényegében egy nyílás vagy szellőzőnyílás, amelyen keresztül ez a magma és a benne lévő oldott gázok kiáramlanak. Bár a vulkánkitörést több tényező is kiválthatja, három dominál: a magma felhajtóereje, a magmában oldott gázok nyomása és egy új adag magma befecskendezése egy már megtöltött magmakamrába. A következőkben röviden ismertetjük ezeket a folyamatokat.
Amint a föld belsejében lévő kőzet megolvad, a tömege ugyanaz marad, miközben a térfogata növekszik – olyan olvadékot hozva létre, amely kevésbé sűrű, mint a környező kőzet. Ez a könnyebb magma aztán felhajtóereje révén a felszín felé emelkedik. Ha a magma sűrűsége a keletkezési zóna és a felszín között kisebb, mint a környező és a felette lévő kőzeteké, a magma eléri a felszínt és kitör.
Az úgynevezett andezites és riolitos összetételű magmák oldott illékony anyagokat, például vizet, kén-dioxidot és szén-dioxidot is tartalmaznak. Kísérletek kimutatták, hogy a magmában oldott gáz mennyisége (oldhatósága) légköri nyomáson nulla, de a nyomás növekedésével nő.
Egy vízzel telített andezites magmában például, amely hat kilométerrel a felszín alatt van, tömegének körülbelül 5 százaléka oldott víz. Ahogy ez a magma a felszín felé halad, a magmában lévő víz oldhatósága csökken, és így a felesleges víz buborékok formájában elválik a magmától. Ahogy a magma egyre közelebb kerül a felszínhez, egyre több víz oldódik ki a magmából, ezáltal nő a gáz/magma arány a vezetékben. Amikor a buborékok mennyisége eléri a 75 százalékot, a magma piroklasztokra (részben olvadt és szilárd darabokra) bomlik szét, és robbanásszerűen kitör.
A harmadik folyamat, amely vulkánkitöréseket okoz, az új magma befecskendezése egy olyan kamrába, amely már hasonló vagy eltérő összetételű magmával van tele. Ez a befecskendezés arra kényszeríti a kamrában lévő magma egy részét, hogy a vezetékben felfelé mozogjon, és a felszínen kitörjön.
Noha a vulkanológusok jól ismerik ezt a három folyamatot, még nem tudnak előre jelezni egy vulkánkitörést. A vulkánkitörések előrejelzésében azonban jelentős előrelépéseket tettek. Az előrejelzés egy megfigyelt vulkán kitörésének valószínűsíthető jellegét és időpontját foglalja magában. A kitörés jellege az adott vulkánra és vulkáni termékeire vonatkozó őskori és történelmi adatokon alapul. Például egy hevesen kitörő vulkán, amely hamuhullást, hamufolyamot és vulkáni iszapömlést (vagy laharokat) produkált, valószínűleg ugyanezt fogja tenni a jövőben is.
Egy megfigyelt vulkán kitörésének időzítésének meghatározása számos paraméter mérésétől függ, többek között a vulkán szeizmikus aktivitásától (különösen a vulkáni földrengések mélysége és gyakorisága), a talajdeformációktól (amelyek meghatározása billenésmérő és/vagy GPS, valamint műholdas interferometria segítségével történik) és a gázkibocsátásoktól (a korrelációs spektrométerrel, illetve a COSPEC-csal a kibocsátott kén-dioxid gáz mennyiségének mintavételezése). A sikeres előrejelzés kiváló példája 1991-ben történt. Az amerikai földtani intézet vulkanológusai pontosan megjósolták a Fülöp-szigeteki Pinatubo vulkán június 15-i kitörését, ami lehetővé tette a Clark légibázis időben történő evakuálását és több ezer ember életének megmentését.
.