Néhány napja több tudományterület szakemberei tettek közzé egy tanulmányt ami szerint egy alaszkai vulkán, az Okmok nagy kitörése hozzájárult ahhoz, hogy már meggyengült társadalmak, így a Római Köztársaság és az egyiptomi ptolemaioszi dinasztia megbukjon és helyükön új, erősebb társadalmak alakuljanak ki. A távolság a két esemény között több mint 6000 kilométer, így a felvetés egy természeti esemény és történelmi változások között érdeklődésre tarthat számot.
Fontos mindenek előtt leszögezni, hogy nem mondhatjuk azt, hogy egy vulkánkitörés okozta közvetlenül ezeket a változásokat.
Azonban lényeges azt is tudnunk, hogy egy ilyen természeti esemény bizony okozhat olyan globális változást, ami kihat az emberi környezetre – akár ilyen távolságból is.
A történelemben ismerünk hanyatlásokat, felvirágzásokat, de azt talán kevésbé, hogy mi volt ezek oka. Csupán egy társadalmi berendezkedés gyengült el, rossz volt a vezetés, erősebb a szomszéd, vagy valami más állt a háttérben? A természeti változások a magyarázatokban sokáig nem kerültek előtérbe, nem kerültek a történelemkönyvek lapjaira. A tudományterületek integrálása, ezen belül a természettudományok és történelemtudomány közeledése, az új szempontú megközelítések, az új kutatási irányok elindulása azonban meglepő eredményeket hozott.
A társadalmak életét alapvetően befolyásolja a környezet még akkor is, ha erről nem szeretnénk, nem akarunk tudomást venni. Az éghajlati változás kihat a környezetre, többek között a termés beérésére, ez pedig befolyásolja az emberek életét. Meggyengült társadalmak nem tudnak megfelelően alkalmazkodni a megváltozott körülményekhez és ez akár bukásukhoz vezet.
Milyen vulkánkitörések kellenek ehhez és van-e a társadalmi hatásra erősebb bizonyíték? Azok a robbanásos vulkánkitörések okoznak változást globálisan az éghajlatban, amelyek jelentős mennyiségű, több mint 5 millió tonna kén-dioxid gázt bocsátanak a légkörbe és ennek túlnyomó része feljut a sztratoszférába, a légkör 10-20 kilométer magasságban kezdődő, kis sűrűségű részébe. Itt a kén-dioxid gázok a vízgőz molekulákkal reakcióba lépve többszörös reakció után kénsav-aeroszolokká, mikrométernél kisebb cseppekké alakulnak és több éven keresztül megmaradhatnak egy összefüggő rétegben. Ez a réteg visszaveri a napsugarak egy részét, ami miatt a földfelszínre kevesebb érkezik és ezért csökken a hőmérséklet. Továbbá, a földfelszínről visszaverődő infravörös sugárzás megkötődik, ami miatt a sztratoszféra felmelegszik és ez megváltoztathatja a légkör nagyléptékű áramlási rendszerét, mint például a monszunt. Emiatt bizonyos területeken elmaradhat az esőzés, a szárazság miatt nem áradnak meg folyók, nem érnek be termések, akár járványok alakulhatnak ki. A sztratoszférában további kémiai reakciók is zajlanak, ami miatt károsodik az ózonpajzs, ami szintén káros hatású az emberiségre.
Megvan tehát a recept, hogy egy vulkánkitörésnek milyennek kell lennie. Mindez az elmúlt évtizedekben vált ismertté, egész pontosan a mexikói El Chichon 1982-es kitörése során, amikor már műszerekkel követhették azt, hogy mi zajlik a légkörben egy ekkora vulkánkitörés során. Leghatékonyabban a trópusi területen zajló vulkánkitörések okoznak klimatikus hatást, mivel a magaslégköri futószelek ilyenkor nagy területen terítik szét a kénsav-aeroszol felhőt. Utoljára 1991-ben a Fülöp-szigeteki Pinatubo kitörése okozott mérhető globális hőmérséklet-csökkenést. A múltban azonban ennél jóval nagyobb kitörések is voltak, amik súlyosabban befolyásolták az éghajlatot.
1815-ben a Tambora kitörése nyár nélküli évet hozott, súlyosan érintette nem csak a napóleoni háborúk során meggyengült Európát, hanem Észak-Amerikát is, ahol megindult a nyugat felfedezése. Európában a Kárpát-medencét különösen keményen érintette ez az esemény. Szintén a Tambora vulkánkitöréshez kapcsolható a később világméretű járványt okozó kolera elindulása a Gangesz kiszáradt öbléből. 1783-ban az izlandi Laki kitörés okozott olyan környezeti változást, ami több tízezer ember halálához vezetett, a terméskimaradások miatti elégedetlenségek pedig végül elvezettek a francia forradalomhoz. Súlyos következmények voltak Egyiptomban is a Nílus alacsony vízállása miatt.
De vajon hány ilyen nagy vulkánkitörés történt a történelmi időkben, amelyek történelemformáló módon befolyásolták a környezet állapotát?
Az elmúlt 20 évben alapvetően új ismeretekre tettünk szert a Grönlandon és az Antarktiszon megfúrt jégminták elemzéséből. A jég minden évben újabb réteggel gyarapszik, a ráeső hó vékony jégréteggé tömörödik. Közben a jég magába zár pici levegőbuborékokat, amelyek tartalmazzák az adott kor légköri szennyezőanyagait is, különböző vegyületeket és port. Nagy vulkánkitörések esetében a légkörbe vulkáni hamuszemcsék és vulkáni gázok kerülnek, amelyek szintén csapdázódnak a jég keletkezése során. A vulkáni gázok, például a kén-dioxid, illetve a belőle keletkező szulfát-aeroszolok a csapadékkal, hópelyhekkel kerülnek a jégmezőkre.
A jégfuratokban pontosan visszaszámolható a jégréteg éves gyarapodása, azaz éves pontossággal fedhetők fel az akkori légkör jellemzői, így például a vulkáni szennyezés. Ezek a jégfuratok tehát olyan különleges időkapszulák, amelyekben akár több ezer év környezeti változása őrződött meg. A tudományos vizsgálatok most már képesek olyan elemzésekre, hogy ezeket a nagyon kis mennyiségben lévő vegyületeket is kimutassák és akár a néhány mikron nagyságú, szabad szemmel nem látható vulkáni szemcséket is megtalálják, sőt meghatározható ezek kémiai összetétele és így akár a kitörés helye, a vulkáni forrás is.
A vulkanológiai és geokémiai elemzések tehát elvezethetnek olyan események rekonstruálásához, mint a nagy, globális éghajlatváltozást okozó vulkánkitörések. Ezek a kutatások egészültek ki az elmúlt években az éghajlatmodellezésekkel és történelmi dokumentumokkal való összevetéssel. Az eredmény igazán különleges, új megvilágításba helyezi a társadalmak fejlődését, és rámutat arra, hogy milyen szoros kapcsolat van a természeti környezet és a társadalmi események között.
Nincs kétség afelől, hogy ilyen események nem csak a múltban történtek, hanem ilyenek a jövőben is bekövetkeznek. A jégfurat-vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy az elmúlt 2000 évben több mint 50 olyan vulkánkitörés volt, ami kisebb-nagyobb mértékben befolyásolta a klímát. Ezek közül előfordultak időben (egy évtizeden belül) egymáshoz közel eső, dupla kitörések is, ami a környezeti hatások felerősödését okozta.
Utóbbiak átlagos ismétlődési gyakorisága százötven év, legutóbb 1831-ben és 1835-ben volt ilyen esemény.
A természeti események, így a vulkánkitörések hatnak az éghajlatra és a környezeti változásokon keresztül a társadalmakra is. Nem az a kérdés, hogy lesz-e még ilyen esemény a jövőben, hanem az, hogy mikor. A több tudományterületet integráló kutatások eredményei felhasználhatók arra, hogy ilyen jövőbeli eseményekre felkészüljünk, ehhez nélkülözhetetlen ez a tudás. A tudományos eredmények így olyan alapismereteket adnak, amelyek alapján a döntéshozók, kormányok stratégiákat dolgozhatnak ki. A társadalom jelentősen változott az elmúlt évtizedekben, rohamos a technológiai fejlődés, ami sok esetben magabiztosságot okoz. Sokan úgy gondolják, hogy a modern társadalom mindent meg tud oldani, akár a természeti folyamatokat, változásokat is befolyásolhatja.
Az izlandi Eyjafjallajökull 2010. tavaszi, viszonylag szerény méretű kitörésének egész Európát megrázó hatása azonban figyelmeztet, hogy a modern társadalom jóval törékenyebb, érzékenyebb a természeti változásokra, mint azt sokan gondolják. Ezeken belül a nagy, globális kihatású vulkáni kitörések felmérése, interdiszciplináris tudományos elemzése létkérdés az emberiség jövője szempontjából.
A szerző geológus, vulkanológus, az MTA levelező tagja, az ELTE TTK Kőzettan-Geokémiai tanszékének és az MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoportjának vezetője.
(Borítókép: Az izlandi Eyjafjallajökull vulkán 2010. május 8-án. Fotó: Etienne De Malglaive/Getty Images)