148 GEOLOGI 68 (2016)148 GEOLOGI 68 (2016)

letko aina halunnut nähdä tuli-vuorenpurkauksen omin sil-min? Monelle tulevat luultavastiensimmäisinä mieleen ItalianStromboli tai Islannin tai Ha-

vaijin tulivuoret. Islannin purkauksia on kui-tenkin vaikea ennustaa ja matkalle tulisi oike-

JUSSI S. HEINONEN JA ELINA LEHTONEN

astaan lähteä purkauksen jo alettua – jos pai-kalliset viranomaiset sen sallivat. Jo pitkään jat-kuneissa purkauksissa Havaijin Kilauealla jaStrombolilla pääsee hyvällä tuurilla ihailemaanrauhallista laavan virtausta aivan lähietäisyy-deltä, mutta räjähtämällä purkautuvista tuli-vuorista yksi on nähtävyytenä ylitse muiden –

Kuva 1. Purkautuva Sakurajiman tulivuori taka-alalla, Kagoshiman kaupunki etualalla. Kuva otettuShiroyaman puistosta.

Figure 1. Sakurajima volcano erupting in the background, Kagoshima city in the foreground.Photo taken from Shiroyama park.

O

Sakurajima – yksi maapallonaktiivisimmista tulivuorista

149GEOLOGI 68 (2016) 149GEOLOGI 68 (2016)

Kuva 2. Mannerlaattojen konfiguraatio ja liikesuunnat (Pohjois-Amerikan laatan suhteen) Japaninlähialueilla. Kuva muokattu Tokain yliopiston materiaalien mukaan.

Figure 2. Configuration of the tectonic plates and their directions of movement (relative to the North-American plate) near Japan. Figure modified from materials provided by Tokai University.

Sakurajima-tulivuori Kyushun saarella, eteläi-sessä Japanissa (kuva 1).

Tulivuori kaupunkienja meren syleilyssäJapanin saariryhmästä tunnetaan lukematto-mia aktiivisia ja jo sammuneita tulivuoria, jot-ka ovat syntyneet Tyynenmeren laatan ja sii-hen liittyvien pienempien laattojen sukeltaes-sa subduktiovyöhykkeessä Euraasian ja Poh-jois-Amerikan mannerlaattojen alle (kuva 2).Useasta vierekkäisestä tulivuoresta koostuvakomposiittitulivuori Sakurajima sijaitsee Ka-goshimanlahdessa Japanin saariryhmän eteläi-simmän pääsaaren Kyushun eteläkärjessä (kuva3). Yli 1100 metriä korkea Sakurajima oli ai-kaisemmin oma saarensa, mutta se kasvoi lä-hihistorian suurimmassa purkauksessaan 1914itärannaltaan kiinni Kyushun saareen (kuva3b). Kagoshimanlahden pohjukkaa ja Saku-

rajimaa ympäröi asutus, joka on keskittynytneljään Japanin mittakaavassa pienehköönkaupunkiin: Kagoshima (600 000 asukasta),Kirishima (130 000), Aira (75 000) ja Taru-mizu (20 000) (kuva 3b).

Sakurajiman historiaja nykyinen aktiivisuusSakurajiman tulivuori sijaitsee Aira-kalderas-sa, joka muodostui valtavassa räjähdyspurka-uksessa noin 22 000 vuotta sitten. NykyisenKagoshimanlahden pohjukan ääriviivat seurai-levat Airan kalderan reunoja (kuva 3b). Alu-een vulkaaninen aktiivisuus ei kuitenkaanpäättynyt kalderan muodostumiseen, vaanSakurajima alkoi kasvaa kalderan eteläosistanoin 13 000 vuotta sitten, vähän samaan ta-paan kuin Anak Krakatau -tulivuori on muo-dostunut Krakataun kalderaan Indonesiassa.

Sakurajima on ollut historiallisella ajalla

150 GEOLOGI 68 (2016)

Kuva 3. (a) Japanin ja (b) Sakurajiman lähialueiden kartta. Kuva muokattu Kobayashi et al. (2013) mukaan.

Figure 3. Map of (a) Japan and (b) Sakurajima area. Figure modified after Kobayashi et al. (2013).

Kuva 4. Sakurajiman purkaushistoria 1955–2015. Lähde: Sakurajima Visitor Center.

Figure 4. Eruptive history of Sakurajima 1955–2015. Source: Sakurajima Visitor Center.

150 GEOLOGI 68 (2016)

151GEOLOGI 68 (2016)

hyvin aktiivinen, mutta viimeisestä ihmisuh-reja vaatineesta, epätavallisen suuresta räjäh-dyspurkausta on kuitenkin aikaa jo yli satavuotta. Vuoden 1914 purkauksessa kuoli yli50 ihmistä, tiettävästi suurelta osin purkauk-seen liittyneissä maanjäristyksissä. Maanjäris-tykset alkoivat jo ennen purkausta, ja saariehdittiin evakuoida, mikä vähensi itse purka-uksen aiheuttamia henkilövahinkoja.

Vuodesta 1955 vuoteen 2008 Sakurajimapurkautui keskimäärin noin joka toinen päi-

vä (kuva 4). Vuodesta 2009 eteenpäin purka-uksia on ollut keskimäärin kaksi päivässä. Pur-kausmäärän suhteen vuosi 2011 oli Sakuraji-malla huippuvuosi, jolloin tapahtui noin 1 000purkausta. Vuodesta 1955 alkanut purkaus-vaihe on ollut suhteellisten rauhallisten, mut-ta hyvin näyttävien räjähdyspurkausten sävyt-tämä (kuva 5). Tämä johtuu siitä, että tuli-vuoren magmasäiliön purkautuessa tasaisellatahdilla sen paine ei pääse kasvamaan vaaralli-sen suureksi.

151GEOLOGI 68 (2016)

Kuva 5. Sakurajiman purkauksia 22.7.2013. Kuvassa (a) näkyy katselutasanne etualalla vasemmalla,kuvassa (b) voimakkaimmassa purkauksessa (klo 7:35 UTC) syntyneet maanjäristykset saivat vuorenrinteet tärähtelemään ja kuvassa (c) on tähän purkaukseen liittyvä seismogrammi, joka tallennettiinläheisessä observatoriossa.

Figure 5. Eruptions of Sakurajima on 22nd of July, 2013. A viewing platform is visible in the foregroundon the left in (a), earthquakes resulted in trembling of the volcano flanks during the most violenteruption of the day at 7:35 o’clock (UTC) (b), and a seismogram of this eruption recorded at the nearbyobservatory is shown in (c).

a

c

b

152 GEOLOGI 68 (2016)

Purkausten syntyja koostumus

Subduktiovyöhykkeiden tulivuoret saavat al-kunsa, kun alityöntyvään merelliseen laattaansitoutunut merivesi vapautuu metamorfistenreaktioiden seurauksena yläpuolisen merelli-sen tai mantereisen laatan alla sijaitsevaan vai-pan kiilaan (kuva 2). Kasvava vesipitoisuusalentaa huomattavasti vaipan peridotiitin su-lamislämpötilaa ja voimakas sulanmuodostusvoi alkaa täten jo normaaleissa ylävaipan läm-pötiloissa (noin 1300 °C). Muodostuvat sula-taskut kerääntyvät yhteen ja alkavat ympäris-töään kevyempänä nousta kohti maankuortaja sen pintaosia ja muodostavat lopulta tuli-vuoriketjun subduktiovyöhykkeen läheisyy-teen.

Sakurajiman eri kraattereista purkautu-neen kivisulan koostumus on vaihdellut his-toriallisena aikana andesiittisesta dasiittiseen(61–67 painoprosenttia piidioksidia; Schnei-der et al. 2014). On ehdotettu, että Sakuraji-man alla on kaksi erillistä magmasäiliötä, jois-ta toisessa on pitkälle kehittynyttä dasiittistamagmaa ja toisessa emäksisempää vaippape-räistä magmaa (Yanagi et al. 1991). Nämä ki-visulat sekoittuvat erilaisissa suhteissa keske-nään, mikä selittäisi purkautuvan materiaalinkoostumuksen vaihtelun. Vaihtoehtoisestiemäksisempi kivisula nousee suoraan syvem-mästä lähteestä dasiittiseen magmasäiliöön(Nagle et al. 2005). Sulien kemialliseen koos-tumukseen vaikuttaa jonkin verran myös si-vukivien sekoittuminen sulaan eli assimilaa-tio, joka on tunnistettu analysoimalla laavaki-vien Sr, Nd ja Pb isotooppikoostumuksia(Shibata et al. 2013).

Subduktiovyöhykkeisiin liittyvät andesiit-tis-dasiittiset räjähdyspurkaukset eivät kuiten-kaan yleensä ole yhtä säännöllisiä ja jatkuviakuin Sakurajimalla. Piidioksidista rikastuneillasulilla on korkea viskositeetti, ja ne siksi usein

tukkivat aktiiviset purkauskanavat, jotka sit-ten kiteytyvät kiinteäksi kiveksi. Tämä johtaapitkään lepovaiheeseen, jolloin sula ei pääsepurkautumaan vapaasti. Lopulta kun sulastavapautuvien kaasujen paine säiliössä kasvaariittävästi, tapahtuu voimakas ja usein ihmi-sille vaarallinen räjähdyspurkaus. Sakurajimantapauksessa epätavalliseen aktiivisuuteen voivaikuttaa aiemmin mainittu emäksisemmänvaippaperäisen sulan jatkuva tuotto ja sekoit-tuminen happaman kivisulan kanssa (Yanagiet al. 1991).

Elämää tulivuorennaapurissaKagoshiman 600 000 asukkaan kaupunki si-jaitsee vain noin kahdeksan kilometria Saku-rajimasta länteen, ja tulivuori onkin hyvinnäkyvissä lähes kaikkialta kaupungista (kuva1). Tavanomaisen purkauksen ollessa käynnissäpaikalliset asukkaat eivät kiinnitä siihen mi-tään huomioita, niin tavallinen näky se on ol-lut viime vuosina. Vuonna 2015 oli yli 190purkausta, joissa purkauspilvi kohosi yli kol-men kilometrin korkeuteen.

Ainoa Kagoshiman asukkaisiin suoraanvaikuttava vulkaaninen hasardi on tulivuores-ta lähtöisin oleva tuhka, joka sataa kaupun-kiin tuulten puhaltaessa idästä päin. Tuhkahuonontaa näkyvyyttä liikenteessä, ja vainyhden millimetrin paksuinen tuhkakerros tiellävoi tehdä siitä vaarallisen liukkaan. Kaupun-gilla on välittömässä valmiudessa satakuntatuhkanpuhdistusyksikköä, joiden tehtävä onsiivota kaikki kadut tuhkasta alle kolmessapäivässä. Tuhkan pitkäaikaisvaikutuksia hen-gitysilmaan ja paikallisten terveyteen on tut-kittu 1980-luvulta lähtien, mutta vaikutustenon arveltu olleen hyvin vähäisiä (esim. Yano etal. 1990). Tuhkan on myös todettu sisältävänsuhteellisen vähän terveydelle vaarallisia hyd-roksyyliradikaaleja ja asbestimaisia mineraali-kuituja (Hillman et al. 2012). Tuhkasateen

152 GEOLOGI 68 (2016)

153GEOLOGI 68 (2016) 153GEOLOGI 68 (2016)

ollessa rankimmillaan hengityssuojaimienkäyttö kaupungissa on kuitenkin aiheellista.

Sakurajiman aktiivisuuden vuoksi tulivuo-relle perustettiin 1960-luvulla tutkimusobser-vatorio, jonka keskeiseen toimintaan kuuluualueen seismisten ilmiöiden valvonta ja varoi-tusten antaminen. Tulivuoren ja asutuksenvälille on rakennettu valtavia ”kanavia”, joi-den on tarkoitus ohjata lahareita turvallisestisivuun lähialueen kylistä (kuva 6). Suurempi-en räjähdyspurkausten varalta alueelle on myöskaivettu tunneleita, joihin voi piiloutua suo-jaan pyroklasteilta. Viimeisimmän hyvin ak-tiivisen purkausvaiheen aikana Sakurajimanasukkaat ovat kuitenkin pystyneet jatkamaan

elämäänsä pääosin normaalisti. Turistit ovatpäässeet vierailemaan paikallisessa tulivuorikes-kuksessa ja -puistossa, jossa pääsee astelemaanhistoriallisten laavavirtojen päällä. Purkauksiaon voinut seurata näköalatasanteilta reilunkahden kilometrin päässä kraattereista tai sa-malla, kun liottaa jalkojansa Sakurajimanluontaisesti kuumissa lähdevesissä.

Sakurajiman tulivuorella on ollut suurivaikutus alueen elinkeinoihin, kulttuuriin jataiteeseen (kuva 7). Kagoshiman ympäristönmaat ovat tunnettuja hedelmällisyydestään jamaatalous onkin kalastuksen ohella alueenmerkittävin perinteinen elinkeino. Alueellakasvava retiisilajike (Sakurajima daikon) on

Kuva 6. Laharien juoksutuskanava Sakurajiman kansainvälisen tulivuorikeskuksen (Sakurajima Interna-tional Volcanic Sabo Center) vieressä.

Figure 6. Channel built to direct lahar flows next to the Sakurajima International Volcanic Sabo Center.

154 GEOLOGI 68 (2016)

kokonsa puolesta päässyt jopa Guinnessin en-nätysten kirjaan – suurin punnittu yksilö pai-noi 31 kg ja sen ympärysmitta oli 119 cm.

Lopuksi

On hyvä muistaa, että tulivuoret ovet aina jos-sain määrin arvaamattomia ja niiden käyttäy-tyminen voi muuttua lyhyelläkin aikavälillä.Esimerkiksi kuluvana vuonna purkauksissa olikolmen viikon tauko, joka päättyi hyvin voi-makkaaseen räjähdyspurkaukseen 25. heinä-kuuta, jolloin purkauspilvi kohosi jopa kuu-den kilometrin korkeuteen. Jos itse tulivuo-ren alarinteille matkustaminen tuntuu liianriskialttiilta, tulivuorta ja sen purkauksia voiihastella turvallisemmin myös Kagoshimankaupungista, jota voimme suositella lämpimäs-ti matkakohteena – kaupungissa ja sen lähei-syydessä on paljon muitakin nähtävyyksiä.Paikalliset ihmiset puhuvat hyvin vähän eng-lantia, mutta ovat sitäkin ystävällisempiä jaavuliaita.

JUSSI S. HEINONENGeotieteiden ja maantieteen laitos

PL 6400014 Helsingin yliopisto

jussi.s.heinonen@helsinki.fi

ELINA LEHTONENLuonnontieteellinen keskusmuseo,

LUOMUSPL 44

00014 Helsingin yliopistoeslehton@luukku.com

FT, akatemiatutkija Jussi Heinonen ja FT Eli-na Lehtonen ovat geologeja ja vierailivatSakurajimalla IAVCEI (InternationalAssociation of Volcanology and Chemistry ofthe Earth’s Interior) 2013 -kokouksen yhtey-dessä.

SummarySakurajima – one of the world’smost active volcanoes

Sakurajima composite volcano is oneof the most active volcanoes in the

world today. It is located on Kyushu Island insouthern Japan, next to the city of Kagoshima.It emerged above sea level 13,000 years agofrom a large caldera (Aira) and its currentelevation is more than 1100 m above sea level.The latest active phase began in 1955 and has

154 GEOLOGI 68 (2016)

155GEOLOGI 68 (2016)

continued to present day with the most activeperiod taking place during 2009–2015: in2011 there were almost one thousand recordederuptions. Despite (or, actually, because of )its continuous activity, Sakurajima’s eruptionsare usually not dangerous or extremely violentand it can be considered one of the safest placeson Earth to observe a volcano that mainlyerupts pyroclastic material. The currentbehavior of Sakurajima is probably the result ofa continuous supply of basic magma fromEarth’s mantle that is mixed with more acidic

Kuva 7. Sakurajima on oleellinen osa Kagoshiman ja sen lähialueidenkulttuuria. Dinosauruspuistossa voi päästä liitukautisiin tunnelmiinSakujariman purkautuessa taustalla.

Figure 7. Sakurajima is a central character in the culture of Kagoshima andnearby areas. You can sense a Cretaceous atmosphere in the SakurajimaNature Dinosaur Park with Sakujarima erupting on the background.

155GEOLOGI 68 (2016)

magma in crustal magma chambers. Nearbyareas are well-equipped to cope with the ashfall and even large channels have beenconstructed to direct possible lahar flows awayfrom settlements. Sakurajima is an importantpart of the culture of the Kagoshima area,which is sparsely populated by Japanesestandards and a wonderful location to visit.

KirjallisuusHillman, S.E., Horwell, C.J., Densmore, A.L., Damby,

D.E., Fubini, B., Ishimine, Y., et al., 2012.

156 GEOLOGI 68 (2016)

Sakurajima volcano: a physico-chemical study ofthe health consequences of long-term exposure tovolcanic ash. Bulletin of Volcanology 74:913–930.

Kobayashi, T., Okuno, M. ja Tameguri, T., 2013. B5:Kirishima, Sakurajima volcanoes and their sourcecalderas in southern Kyushu. IAVCEI 2013 FieldTrip Guide, IAVCEI 2013 Scientific Assembly, 19 s.

Nagle, A.N., Harpp, K.S. ja Geist, D.J., 2005. Temporalgeochemical variations in lavas from Sakurajimavolcano, Japan. American Geophysical Union, FallMeeting 2005, abstract #V53B-1566.

Schneider, A., Harpp, K.S., Forbes, J. ja Nagle, A., 2014.Cyclic geochemical variation in prehistoric andhistoric lavas, Sakura-jima, Japan. AmericanGeophysical Union, Fall Meeting 2014, abstract#V51C-4771.

Shibata, T., Suzuki, J., Yoshikawa, M., Kobayashi, T.,Miki, D. ja Takemura, K., 2013. Geochemical andSr-Nd-Pb isotopic constraints on the origin andmagmatic evolution of Quaternary lavas of

Sakurajima volcano, southern Kyushu Island, Japan.Bulletin of the Volcanological Society of Japan58:43–58.

Yanagi, T., Ichimaru, Y. ja Hirahara, S., 1991. Petro-chemical evidence for coupled magma chambersbeneath the Sakurajima volcano, Kyushu, Japan.Geochemical Journal 25:17–30.

Yano, E., Takeuchi, A., Nishii, S., Koizumi, A., Poole,A., Brown, R.C., et al., 1985. In vitro biologicaleffects of volcanic ash from Mount Sakurajima.Journal of Toxicology and Environmental Health16:127–135.

Muita lähteitäJapan Meteorological Agency: www.jma.go.jp/enSakurajima Visitor Center: www.sakurajima.gr.jp/

svc/englishVolcano Discovery: www.volcanodiscovery.comTokai University: www.sems-tokaiuniv.jp/

EPRCE/eq.html

156 GEOLOGI 68 (2016)