Egyes emberek úgy vélik, hogy a vulkánkitöréseket a sors okozza. Mások úgy vélik, hogy a vulkánkitörés annak a jele, hogy egy hegy felbolydult, mert a közelben élő lakosok vétkeztek.

A tudománynak azonban van egy másik magyarázata is.

A vulkánok olyan csatornák, amelyek a föld alatti olvadt kőzetet, az úgynevezett magmát juttatják fel a földkéregből a földfelszínre. Ezek a csatornák kúp, pajzs vagy kaldera alakúak. A vulkánok alatt egy magmakamra, egyetlen nagy olvadt kőzettömeg tárolója található.

A vulkánon belüli fokozott magmamozgás okozza a kitörést. Ezeket a mozgásokat különböző folyamatok váltják ki, amelyek a magmakamra alatt, belsejében és felett zajlanak.

A magmakamra alatt

A szubdukciós zónákban található vulkánok – ahol a Föld mozgó lemezei összeütköznek, és az egyik lemez a másik alá süllyed – folyamatosan új olvadt kőzetet kapnak a magmakamrába.

A magmakamra alatt a Föld magjának hője a meglévő kőzeteket részben új magmává olvasztja. Ez a friss olvadt kőzet végül a magmakamrába kerül. Amikor a már egy bizonyos térfogattal megtöltött kamra már nem tudja befogadni az új magmát, a felesleg kitörések útján kilökődik.

Ez a folyamat általában ciklikusan zajlik, így az általa okozott kitöréseket előre lehet jelezni. A nyugat-jávai Papandayan-hegy, amely az eurázsiai és az indo-ausztrál lemezek találkozásánál helyezkedik el, 20 éves ciklussal rendelkezik, és legközelebb 2022-ben törhet ki. Utoljára 2002-ben tört ki.

A kitörések közötti időtartam attól függ, hogy milyen gyorsan olvad a kőzet, amit a süllyedő lemez sebessége befolyásol. A Földnek több szubdukciós zónája van, és a süllyedő lemezek általában állandó, akár évi 10 centiméteres sebességgel mozognak. Papandaj esetében az Eurázsiai-lemez alá süllyedő Indo-Ausztráliai-lemez sebessége körülbelül 7 cm/év.

A magmakamra belsejében

A magmakamrán belüli tevékenységek is okozhatnak kitöréseket. A kamra belsejében a magma a csökkenő hőmérséklet miatt kikristályosodik. A kristályosodott magma, amely nehezebb, mint a félig folyékony olvadt kőzetek, a kamra fenekére ereszkedik. Ez felfelé nyomja a maradék magmát, és növeli a kamra fedelére nehezedő nyomást. Kitörés akkor következik be, amikor a fedél már nem képes megtartani a nyomást. Ez is ciklikusan történik, és előre jelezhető.

A másik fontos folyamat a magmakamrában az, amikor a magmakeverék keveredik a környező kőzetekkel. Ezt a folyamatot asszimilációnak nevezik. Amikor a magma mozog, kölcsönhatásba lép a kamra bélésén lévő kőzetekkel.

Néha a vulkánok rendelkeznek olyan utakkal, amelyeken a magma a felszínre áramlik. De ha az útvonal nem létezik, akkor a magma egy olyan területre kényszeríti magát, ahol kisebb a nyomás. Ez a kamrát körülvevő falak összeomlását okozhatja.

Képzeljük el, hogy egy téglát dobunk egy vízzel teli vödörbe. Az első dolog, ami történne, hogy víz fröccsenne ki a vödörből.

A magma fröccsenése, amit a beomló kamrafal okoz, kitörést fog okozni. Az ebből a folyamatból eredő kitöréseket nehéz megjósolni.

A magmakamra felett

A magmakamra feletti nyomásvesztés miatt is történhetnek kitörések. Ezt különböző dolgok okozhatják, például a kamra feletti kőzetek sűrűségének csökkenése vagy a jég olvadása a vulkán tetején. Egy tájfun, amely elhalad egy kritikus állapotban lévő vulkán mellett, szintén fokozhatja a kitörés erejét.

A magmakamrát borító kőzetek fokozatosan felpuhulhatnak az ásványi összetétel változása miatt. A fedő kőzetek sűrűségének csökkenése miatt végül képtelenné válnak a magma nyomásának megtartására.

Mi okozza ezt az ásványtani változást? Néha a vulkánok felszínén repedések vannak, amelyek lehetővé teszik a víz beszivárgását és a magmával való kölcsönhatását. Amikor ez megtörténik, a kőzetek hidrotermikus átalakulása következik be, ami kitöréseket eredményez.

Az is fontos, hogy a magma hol lép ki a vulkánból. Ha láva vagy piroklasztikus kőzetek lépnek ki a vulkán oldalán keresztül, a gravitáció hatására a vulkánnak ez a része összeomolhat, ami a fedőnyomás hirtelen csökkenését okozza. A nagy kitörések általában pillanatokkal a szektor összeomlása után történnek.

Gleccserolvadás

A globális felmelegedés több kitörést okozhat azáltal, hogy a vulkánok tetején lévő gleccserek megolvadnak. Amikor a vulkánok tetején lévő nagy mennyiségű jég elolvad, a magmakamra feletti nyomás csökken. A magma felemelkedik, hogy új egyensúlyi állapotot találjon, és kitörést okozzon.

Egy tanulmány szerint az izlandi Eyjafjallajökull 2010-es hatalmas kitörését ez váltotta ki. Izland becslések szerint évente 11 milliárd tonna jeget veszít, tehát lehet, hogy még több is lesz.

1991-ben a Fülöp-szigeteki Pinatubo hegyen nagy kitörés történt, amikor a Yunya tájfun lecsapott a vulkánra és környékére. A Pinatubo már akkor is dübörgött, de a tájfun fokozta a robbanás erejét.

A tájfun nagy sebessége miatt a körülötte lévő terület jelentős nyomásveszteséget szenvedett. Ennek következtében a vulkán feletti légoszlopot a tájfun útjába sodorta. A Pinatubo hegyen nyomásváltozás következett be, és a nagy kitörés elkerülhetetlen volt.

A magma fontos szerepét tekintve a vulkánkitörések kiváltásában, a magma alaposabb tanulmányozása segíthet e látványos természeti események előrejelzésében.