Gyorsíthatta a római köztársaság és a Ptolemaioszok egyiptomi uralmának bukását az alaszkai Okmok vulkán kitörése i. e. 43-ban egy új nemzetközi kutatás szerint.

A Julius Caesar római államférfi i. e. 44-ben történt halála körüli évek írott forrásai szokatlanul hideg időjárásról, rossz termésről, éhínségről, betegségekről, békétlenségről számolnak be a Földközi-tenger partjainál. Ezek a tényezők vezettek végül a római köztársaság és a ptolemaioszi Egyiptom bukásához. A történészek régóta sejtették, hogy a természeti jelenségek vulkánkitörés számlájára írhatók, de nem tudták megállapítani, hol, mikor és milyen erővel törhetett ki a tűzhányó.

Az amerikai tudományos akadémia lapjában (PNAS) megjelent tanulmány szerzői északi-sarkköri magmintákban talált tefra, vagyis vulkánok által kilövellt szilárd törmelékanyag elemzésével jutottak el oda, hogy az alaszkai Okmok vulkán i. e. 43-as, kalderát kialakító erupciója összfügghet a Mediterráneum eddig megmagyarázhatatlanul szélsőséges időjárásával.

A renói Sivatagkutató Intézet (DRI) jégminta-laboratóriumában egy mintában szokatlanul jó állapotban fennmaradt tefrára bukkantak. Ezután új vizsgálatokat végeztek grönlandi és oroszországi fúrások mintáin, melyeket még az 1990-es években gyűjtöttek és amerikai, dán és német intézetekben őriztek. Korábbi mérések eredményeit is figyelembe vév

e világosan kirajzolódott két kitörés, az egyik i. e. 45-ből, amelyik erőteljes, de rövid volt, és egy másik, sokkal hatalmasabb és elhúzódóbb esemény i. e. 43-ból, amelynek következményei több mint két további éven át nyomot hagytak a jégmintákban.

A második kitörést tovább vizsgálták a jégben talált tefra geokémiai elemzésével és megállapították, hogy a minták megegyeznek az Okmok alaszkai vulkán kitörésének apró szilánkjaival.

Ez volt az elmúlt 2500 év egyik legpusztítóbb erupciója.

Ezután brit, svájci, ír, német, dán, alaszkai és connecticuti történészek és természettudósok az egész világról összegyűjtötték a különböző tudományágak bizonyítékait: többek között fák évgyűrűinek az éghajlatról tanúskodó adatait és barlangok kőzetrétegeinek mintáit. Számítógépes szimulációt is alkalmaztak, és arra jutottak, hogy

az Okmok kitörése utáni két év az északi félteke utolsó 2500 évének egyik leghidegebb időszaka, az erupció utáni évtized a negyedik leghidegebb volt.

A klímamodellek szerint a nyár és az ősz akár átlagosan hét Celsius-fokkal is hűvösebb lehetett, a csapadék nyáron 50-120 százalékkal, ősszel akár 400 százalékkal haladta meg a szokásost Dél-Európában. "Valószínű, hogy a szélsőséges esőzések és a hideg csökkentették a termés mennyiségét, élelmezési problémákhoz vezettek. Ez megmagyarázza a korabeli források hidegről, éhínségről, élelemhiányról és betegségekről szóló beszámolóit" - mutatott rá Joe Manning, a Yale Egyetem történésze.

A tanulmány szerzői elismerik, hogy egyéb tényezők is hozzájárultak a római köztársaság és a Ptolemaioszok Egyiptomának bukásához, az Okmok második, hatalmas erupciója és következményei azonban tagadhatatlanul jelentős szerepet játszottak.

Alapvető hatásról van szó

A történelemben ismerünk hanyatlásokat, felvirágzásokat, de talán kevésbé azt, hogy mi volt ezek oka. Csupán egy társadalmi berendezkedés gyengült el, rossz volt a vezetés vagy erősebb volt a szomszéd, vagy valami más állt a háttérben? A természeti környezeti változások a magyarázatokban sokáig nem kerültek előtérbe, nem kerültek a történelemkönyvek lapjaira. A tudományterületek integrálása, ezen belül a természettudományok és történelemtudományok közeledése, az új szempontú megközelítések, az új kutatási irányok elindulása azonban meglepő eredményeket hozott – írta az Infostartnak küldött elemzésében Harangi Szabolcs vulkanológus, egyetemi tanár, az MTA levelező tagja.

Hogyan hathatnak vulkánkitörések több ezer kilométer távolságból társadalmakra? A társadalmak életét alapvetően befolyásolja a környezet még akkor is, ha erről nem szeretnénk, nem akarunk tudomást venni. Az éghajlati változás kihat a környezetre, kihat többek között a termések 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 az aeroszolréteg

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 rendszereit,

mint például a monszunt. Emiatt bizonyos területeken elmaradhat az esőzés, a szárazság miatt nem áradnak meg folyók, nem érnek be termések, sőt akár betegségek alakulhatnak ki. A sztratoszférában további kémiai reakciók is zajlanak, ami miatt károsodik az ózonpajzs, ami szintén káros hatású az emberiségre.

19 éve is megtörtént

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 ebben az esetben nagy területen terítik szét a kénsav-aeroszol felhőt.

Utoljára 1991-ben a Fülöp-szigeteki Pinatubo kitörése okozott mérhető globális hőmérsékletcsökkenést. A múltban azonban ennél jóval nagyobb kitörések is voltak, amik jóval súlyosabban befolyásolták az éghajlatot.

1815-ben a Tambora kitörése nyár nélküli évet hozott, súlyosan érintette nemcsak 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 ehhez 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?

A válasz a jégben van

Az elmúlt mintegy 20 évben alapvetően új ismeretekre tettünk szert a Grönlandon és Antarktiszon megfúrt jégminták elemzéséből. A jég minden évben újabb réteggel gyarapszik, a ráeső hó vékony jégréteggé tömörödik. Közben a jég magába zár piciny levegőbuborékokat, amelyek tartalmazzák az adott kor légköri szennyezőanyagait is, például különböző vegyületeket és port. Nagy vulkánkitörések esetében a légkörbe vulkáni hamuszemcsék és vulkáni gázok kerülnek, amelyek szintén csapdázódhatnak 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 pedig igazán különleges, új megvilágításba helyezi a társadalmak fejlődését is és rámutat arra, hogy milyen szoros kapcsolat van a természeti környezet és a társadalmi események között. Nincs kétség afelől, hogy ilyen események nemcsak a múltban történtek, hanem hasonlóak 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. Ez utóbbiak átlagos ismétlődési gyakorisága százötven év, és legutóbb 1831-ben és 1835-ben volt ilyen esemény.

Mit tanulhatunk ezekből a tudományos eredményekből?

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 is 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 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 – zárta elemzését Harangi Szabolcs, az MTA levelező tagja, egyetemi tanár, kutatócsoport-vezető.