Sopky a vulkány

Vulkán

Vulkán neboli sopka je geomorfologický útvar obvykle tvaru hory, kde roztavená skála (magma) vystupuje na zemský povrch. Na naší planetě se obvykle vyskytují podél hranic litosférických desek a v takzvaných horkých skvrnách (angl. hotspot). Jedním z horkých bodů jsou například Havajské ostrovy, jiným Kanárské ostrovy – oba případy sopek vznikajících na oceánském dně; příkladem sopek spojených s kolizemi tektonických desek je japonská Fudžisan. Vulkány se vyskytují také na jiných tělesech Sluneční soustavy, například na Jupiterově měsíci Io.

Druhy tektonických zlomů a vulkánů.

Podle teorie deskové tektoniky se zemská kůra skládá z mnoha pevných desek, které plují na svrchní polotekuté části zemského pláště. Tato část se nazývá astenosféra. V místech, kde se desky stýkají, ale navzájem se podsunují či nadsunují jedna na druhou, bývá zemská kůra rozlámaná tak, že si zde magma, které je pod velkým tlakem, může najít cestu na zemský povrch. Tímto způsobem vzniká kráter sopky.
• Jestliže je kráterem vyvrhována střídavě láva, sopečný popel, lapily či pumy, které se ukládají okolo jícnu, vzniká kuželovitá hora – sopka. Klasickým případem je Fudži v Japonsku či Kilimandžáro v Tanzanii.
• Opakováním sopečných výbuchů a ukládáním nových vyvrženin sopka roste nejen do výšky, ale i do šířky, a tak se některé z nich stávají největšími horami světadílů, například Mount McKinley (6194 m) Severní Ameriky.
• Pokud sopečná činnost ustane, láva v kráteru utuhne a vytvoří tak pevnou zátku. Obnovený podzemní tlak magmatu nebo plynů může tuto zátku vyrazit a tak dojde k opětovnému sopečnému výbuchu.
• V jiných případech si láva otevírá na povrch nové cesty, které ústí na svazích sopky – ty se pak nazývají parazitické krátery.
• 5 až 30 kilometrů pod povrchem se nachází tzv. magmatický krb, místo, odkud magma expanduje kráterem na povrch. Po prudkém sopečném výbuchu může tento magmatický krb vyhasnout, čímž se vytvoří ohromná podzemní jeskyně. Velmi často se stává, že se vrchol sopky zřítí právě do těchto míst, pak se vytvoří rozsáhlý kráter zvaný kaldera. Kaldery se často zaplňují vodou a vytvářejí kráterové jezero. Kráterová jezera mohou mít průměr mnoha kilometrů. Největší známá kaldera se nachází v oblasti Aso na japonském ostrově Kjúšú.

Erupce vulkánů
Nám, kteří žijeme na „vyhaslé půdě“ se v souvislosti se sopkami vybavují katastrofální erupce, které si vyžádaly mnoho lidských obětí a zničení měst. Muselo v historii dojít k tolika katastrofám?

Signály vulkánů

Kdyby si lidé žijící ve vulkanických oblastech života sopek více všímali, pravděpodobně by k tolika obětem na životech nedošlo. Vulkány totiž před erupcí varují dost zjevnými úkazy, kterými jsou slabší nebo silnější místní zemětřesení (vulkanické zemětřesení v oblasti sopky) unikající kouř (fumaroly) houstne a tmavne (zvyšuje se podíl sirných i dalších plynů, unikají nejdrobnější částice popelu), dochází i ke zvukovým efektům – dunění, změny tvaru vulkánu (sklonu svahů), pokud je v blízkosti moře, může stoupnout i teplota vody… Jsou to jakési varovné signály, na které instinktivně reagují živočichové a hromadně opouštějí místo, kde hrozí nebezpečí – zejména plazi jsou citliví i na malé seismické záchvěvy, odlétají ptáci a prchají i další živočichové.

Osudný Vesuv
Lidé, v minulosti těmto úkazům nevěnovali moc pozornosti. I Vesuv varoval menšími i většími záchvěvy. K silnějšímu zemětřesení došlo v roce 62 n. l., kdy bylo v Pompejích pobořeno několik domů. Protože Pompejané od doby založení města (asi v 7. století př. n. l.) nepamatovali žádnou erupci Vesuvu, považovali vulkán za vyhaslý, a zemětřesení považovali za projev hněvu bohů a nedávali je do souvislosti s vulkánem. To se jim stalo osudným.

Monitorování vulkánů
Erupce Vesuvu upoutávaly pozornost přírodovědců. V letech 1842–1845 byla na západním svahu Vesuvu (608 m n. m.) vybudována první vulkanologická observatoř na světě, kde byly umístěny seismografické a další přístroje. Vesuv byl pravidelně sledován i v období klidu od roku 1913. V roce 1912 byla na vulkánu Kilauea na Havajských ostrovech vybudována další observatoř, která byla však smetena lávou a nová observatoř znovu vybudována v roce 1924. V současné době jsou na světě na všech nebezpečnějších sopkách vulkanologické observatoře, které jsou propojeny internetovou sítí. Tak jako meteorologové sledují jevy v atmosféře, tak vulkanologové sledují soustavně projevy vulkánu. Například na Vesuvu je rozmístěno několik seismografických stanic na různých místech, které soustavně pořizují záznamy. Pravidelně jsou prováděny chemické rozbory fumarol a měřeny jejich teploty. Pokud jsou v kráterech některých sopek jezera, provádějí se chemické rozbory vody, stejně tak jsou sledovány event. prameny, vyvěrající ze svahů. Speciálními přístroji se měří sklony svahů vulkánu, který je sledován z výšky i satelity. Pomocí infračerveného záření se pořizují snímky, které ukazují barevně magmatický krb a eventuální pohyby magmatu.

Příznaky přicházející erupce
Častější seismické záchvěvy, jejichž intervaly se zkracují, změny chemického složení fumarol ve prospěch sirných plynů, amoniaku, metanu, vzácných plynů, zvyšování jejich teploty, zvyšování kyselosti vody (obsah kyseliny sírové), změny tvaru sopky, záznamy o pohybech magmatu – to vše nasvědčuje tomu, že vulkán se začíná probouzet. Určitou dobu trvá, než plyny a magma prorazí na povrch. A tak erupci, která se připravuje, lze předpovědět nejméně týden dopředu, takže je možné obyvatele ohrožených oblastí včas vystěhovat. Pro oblast kolem Vesuvu byl už vypracován evakuační plán.

Předpovědi erupcí
Vědě se podařilo mnohé o erupcích a jejich souvislostech se složením a hustotou (viskozitou) magmatu odhalit. Hustější a kyselejší magma, které bývá uloženo v menších hloubkách je příčinou mnohem nebezpečnějších výbuchů, kdy je vyvrhováno obrovské množství plynů a popelu, než magma řídké, zásaditější a vystupující z větších hloubky. Ale nedá se přesně předpovědět, kdy k erupci dojde. Zde je možné provádět pouze odhady na základě toho, jak se vulkán projevuje – některé se probouzejí častěji – např. Etna i několikrát během jednoho desetiletí, zatímco jiné mají delší intervaly mezi erupcemi, často i nepravidelné - například Vesuv měl ve 20. století erupce v letech 1906, 1912, 1929, 1933 a 1944. Od té doby je v klidu, takže má určité „zpoždění“ ale v posledních letech dochází k častějším seismickým otřesům. Erupce je tedy v očekávání. Může to být kdykoliv, ale také později, třeba za desítky let.
Chování sopky záleží na složení a struktuře zemské kůry v jejím okolí a na stupni tuhosti lávy. Erupcí je několik typů, pojmenovaných podle jejich charakterů. Láva vytékající z kráteru modeluje tvar sopky, a proto je tvar sopky závislý na charakteru erupce. Každý typ erupce vytváří jiný tvar sopky.
• Pliniovský typ erupce je způsoben výbuchem plynů, které se nahromadily pod ucpaným kráterem. Exploze vytvoří kráterový komín, jímž jsou rozžhavený popel, lapily a pumy vystřelovány vysoko do vzduchu. Erupce bývají prudké a výbušné. Právě tímto způsobem vybuchla sopka Vesuv roku 79 n. l. Pod jejím popelem byla pohřbeno město Pompeje a město Herculaneum. Mezi obětmi byl i římský přírodovědec Plinius Starší, po němž dostal tento typ sopečného výbuchu své jméno.
• Peléiský typ erupce je prakticky nejničivější typ erupce pojmenovaný podle sopky Mont Pelée. Když explodovala, roku 1902, zpočátku pomalu sopečnými plyny vytlačovaná kráterová „zátka“, byl vysoko do stratosféry vymrštěn pliniovský sloup popela a kusů žhavé lávy. Zároveň se dolů po úbočí hory valila smrtící lavina žhavých plynů a popele, která zahubila téměř všechny obyvatele nedalekého města Saint-Pierre, což činilo asi 30 000 lidí. Další katastrofální následky tohoto typu erupce měl i vulkán Krakatoa, a to 27. srpna 1883. Kráter vulkánu byl také ucpán kráterovou „zátkou“, ale zde bohužel nebyla vytlačena, takže došlo k explozi prakticky celého sopečného ostrova Krakatoa. Celý vulkán se při této explozi zdvihl do výše a při dopadu vytvořil devět, až 37 metrů vysokých, vln tsunami. Na indonéských ostrovech severní Jávy a jižní Sumatry s následkem této katastrofy utopilo 36 tisíc lidí. Ironií osudu je to, že na pozůstatcích ostrova (z celé plochy ostrova zůstala po erupci pouze jedna třetina) se následkem sérií menších výbuchů stihl do dnešní doby vytvořit nový vulkán. V dnešní době je okraj tohoto vulkánu, činného naposledy v roce 1995, vysoký 813 m.
• Strombolský typ erupce nemívá oproti Pliniovskému a Peleiskému katastrofální následky. Je nazývaný podle sopky Stromboli na Liparských ostrovech, bývá „hlučný a velkolepý“. Žhavá láva je vymršťována vzhůru, ale obvykle padá zpět do kráteru, způsobené škody jsou tudíž malé. Podívaná na tento výbuch je z dostatečné vzdálenosti nejen bezpečná, ale i atraktivní, a proto bývá často sledována místními obyvateli, vědci i turisty.
• Havajský typu erupce vzniká jen zřídka. Je charakteristický pomalým vytékáním velmi řídké lávy ze širokého nízkého kráteru. To je výhodné pro zemědělce, neboť sopečné oblasti jsou dnes díky vysokého obsahu minerálních látek velice úrodné.

Vlivy erupcí na prostředí
Dostatečně mohutná sopečná erupce může silně zasáhnout nejen do života lidí žijících na svazích sopky a v jejím blízkém okolí, může ovlivnit i oblasti mnohem vzdálenější. Velké množství do vzduchu vymrštěného popela a nečistot totiž může vést k rozsáhlým podnebným změnám přetrvávajícím rok i déle na celé polokouli. Kapitolou samou o sobě jsou pak exploze sopečných ostrovů, které mohou být doprovázeny obrovskými tsunami. (Viz např. Krakatoa, Santorini.)

Zajímavosti
• Sopečný popel a prach, který se dostal do stratosféry po výbuchu Mount St. Helens roku 1980 a Pinatuba roku 1991, údajně ovlivnil na několik let světové klima.
• Podle historických pramenů vybuchl asi 1500 let př. n. l. sopečný ostrov Santorini v dnešním Egejském moři. Dnes je Santorini oblíbený cíl mnoha turistů, nicméně po tomto výbuchu se vytvořila vlna tsunami, která mířila přímo na Krétu. Podle vzorků sedimentů se dnes vyvozuje, že vzniklá vlna byla vysoká přibližně 150 metrů a její zaplavení Kréty zničilo vyspělou minojskou civilizaci.

Nejvýznamnější sopky světa


Etna (Sicílie)
výška 3350 m, poslední výbuch 2006

Vesuv (Apeninský poloostrov)
výška 1277 m, poslední výbuch 1944

Stromboli (Liparské ostrovy)
výška 926 m, poslední výbuch 1989

Santorin (Kyklady)
výška 556 m, poslední výbuch 1956

Hekla (Island)
výška 1491 m, poslední výbuch 1991

Pico de Teide (Tenerife)
výška 3718 m, poslední výbuch 1909

Kamerunská hora (Kamerun)
výška 4070 m, poslední výbuch 1982

Nyiragongo (Demokratická republika Kongo)
výška 3475 m, poslední výbuch 1977

Kerinci (Sumatra)
výška 3800 m, poslední výbuch 1987

Semeru (Jáva)
výška 3676 m, poslední výbuch 1989

Krakatau (Sundská úžina)
výška 813 m, poslední výbuch 1995

Fudžisan (Honšú)
výška 3776 m, poslední výbuch 1707

Ključevskaja (Kamčatka)
výška 4750 m, poslední výbuch 1994

Mount St. Helens (Washington, Spojené státy)
výška 2250 m, poslední výbuch 1989

Colima (Mexiko)
výška 3984 m, poslední výbuch 1988

Fuego (Guatemala)
výška 3835 m, poslední výbuch 1988

Mont Pelée (Martinique)
výška 1397 m, poslední výbuch 1929