Jaké jsou třinácté komnaty dnešních sopek?

Milan Koukal (20. 10. 2006)

Přes 500 (podle jiných kritérií až 1 500 ) aktivních sopek čeká v různých částech naší planety na „svůj“ okamžik. Vulkanologové, odhadují, že erupce by krutě postihly životní osudy až půl miliardy lidí. Vědci proto odhalují stále nová tajemství sopek, nyní hlavně v mořských hlubinách.

Asi před 4600 miliony lety pokrývaly Zemi ohnivé vulkány, které chrlily plyny, žhavé magma a vodní páry. Jak povrch postupně chladl, vytvářela se zemská kůra. Vodní páry se srážely, měnily v déšť a zemský povrch postupně pokryla mělká moře.

Cesta k zemskému jádru

Sopka není objekt vzniklý vyzdvižením či zvrásněním pohyby zemské kůry. Je to „ohnivá“ hora, která se zrodila vlastní silou. Mnozí ji přirovnávají k otvoru v zemi, ze kterého tryská ohnivé magma. Je považována za aktivní (činnou), pokud k poslední erupci došlo nejpozději před 200 lety.

Zkusme se podívat, co se pod povrchem, směrem ke středu Země, vlastně odehrává. Její střední průměr je 12 472 km (to je více než vzdálenost mezi Tokyem a New Yorkem). Musíme překonat dvě základní překážky, tvrdost hornin a zejména sílící žár. Vrty (dosud nejhlubší je „pouhých“ 12 km) v horní části zemské kůry prokázaly, že s hloubkou teplota prudce narůstá, na každých sto metrů v průměru o tři stupně Celsia. Deset kilometrů od povrchu je tedy asi 300° C. A to nás od žhavého jádra země dělí ještě mnoho vrstev.

Planeta jako cibule

Základní seismický model Země navrhl australský geofyzik Keith Edward Bullen (1906 – 1976). Podle hloubky rozdělil zemské těleso, jako cibuli,  do sedmi tzv. Bullenových zón, spojených do tří soustav: zemská kůra, zemský plášť (svrchní, střední a spodní ) a zemské jádro (vnější jádro, přechodná zóna, vnitřní jádro).

Vysoce pevná svrchní část zemského tělesa, litosféra, zahrnuje zemskou kůru a svrchní část zemského pláště. Kůru představují poměrně tuhé desky, silné 5 – 10 km, z nichž některé tvoří kontinentální (pevninské) kry, jiné kry oceánské. Kontinentální kry tvoří tři vrstvy (čedičovou, granitovou a sedimentární) a její síla kolísá v rozpětí 20 – 85 km, nejsilnější je pod Himálajem (v ČR je maximum na Sedlčansku – asi 42 km.) Kontinentální kra připomíná jakousi pěnu na povrchu obrovského kotle, neustále se měnící působením sil hluboko uvnitř planety…
Pod zemskou kůrou leží asi 2900 km silná vrstva hornin (namnoze v plastickém stavu) zvaná plášť, pod nímž bouří velmi žhavé tekuté jádro o poloměru 3478 km. Uprostřed něho se nalézá pevné tzv. vnitřní jádro z nejtěžších kovů – experti předpokládají, že ho tvoří nikl (Ni) a železo (Fe). Žár tady dosahuje asi 5500° C, tedy o něco méně než je teplota na povrchu Slunce.

Pouhý regulátor teploty?

Pochopit základní princip sopečných erupcí je snadné. Země totiž, stejně jako lidské tělo, reguluje svoji teplotu. Sopky tedy fungují jako mohutný planetární chladící systém. Pod zemskou kůrou jsou shluky značně horké roztavené horniny, magmatu, zahřívaného tlakem, třením, přírodní radioaktivitou a stálým intenzivním žárem zemského jádra.
Vzhledem k tomu, že magma je lehčí než hornina kolem něho, má proto snahu stoupat stále výše k povrchu. Pokud narazí na slabší místo zemské kůry, shromáždí se v jakési bublině, zvané magmatický krb. Po čase, když v této dutině naroste dostatečný tlak, vyrazí přetlak zbytek horniny jako zátku šampaňského a magma vystřelí na povrch. Tak se zrodí sopka.

Ohnivá řeka s až 1100 °C

Na povrchu se pak výlev magmatu (effusivní erupce) mění v lávu, kdy tekuté magma pomalu jako oranžová či rudá řeka (podle teploty) vytéká z kráteru, přičemž ven snadno unikají i plyny (jedovatý sirovodík páchnoucího jako zkažená vejce, nedýchatelný kysličník uhličitý, chlorovodík a fluorovodík…) Teplota lávy se většinou pohybuje v rozmezí 500 – 700 °C, ale při výlevu z některých havajských vulkánů vědci naměřili žár až 1100 °C. To je však ten klidnější případ.

Horší je takzvaná explozivní erupce, při níž hustá těžká láva znemožňuje plynům, aby kráter v poklidu opustily. Ty se hromadí a narůstá jejich tlak, který po uvolnění vymrští magma do vzduchu. Chladnoucí kusy lávy (tefra), které s rachotem padají k zemi, mohou mít jen velikost zrnek popela, ale také byly pozorovány i bloky veliké jako rodinný dům.

Nejničivější vlna tsunami

Hrozivý oblak popela dusí všechno živé. Děsivým příkladem z dějin je indonéská sopka Krakatau, která explodovala 27. 8. 1883. Její výbuch vymrštil nejtemnější části popela do výšky 50 km a současně rozerval mořské dno do hloubky 290 metrů. Vyvolal tak nejničivější vlnu tsunami, dosahující výšky až 40 metrů (zahubila 32 000  lidí).

Sopečný popel nebyl a není cizí ani dosud aktivnímu Vesuvu (1186 m), který po výbuchu roku 79 pohřbil popelem italské město Pompeje. Nyní je v nebezpečné vzdálenosti 12 km od Vesuvu Neapol, ve které žije půl milionu lidí, potenciálních obětí.

Explozivní erupce stojí také u vzniku laviny pyroklastů – směsi velice žhavých plynů a tefry. Taková lavina rozpálená na mnoho stovek stupňů se řítí ze stěn sopky rychlostí až 200 metrů za sekundu (720 km/h) a v některých případech se může rozlít až 200 kilometrů daleko od kráteru.

Sopka není jen kouřící kopec

Pod pojmem sopka si většina lidí vybaví kopec (ponejvíce kuželovitý), jehož jícen chrlí žhavou lávu, létá z něj kamení a stoupá jedovatý dým. Takový je však jen jeden z typů sopky, takzvaný stratovulkán.

Ovšem jiné sopky, kaldery, podobné dutému zubu, mají v místě vrcholu mohutné krátery. Méně se pak vyskytuje podoba širokého plochého tělesa či naopak vyklenuté kopule.
Většina sopek se po značnou část své existence nijak neprojevuje, nemusí z ní dokonce ani stoupat dým Naopak italská sopka Stromboli vychrlí každých dvacet minut menší množství poselství z hlubin. Nejaktivnější evropskou sopkou je sicilská Etna (3350 m). Vulkanologové tvrdí, že čím klidnější sopka je, tím horší bývá její následující erupce.

Nejnovější evropská sopka

Mnoho záhad vědcům připravují mohutné podmořské sopky, o kterých dosud věda neměla ani tušení. Nejaktuálnější případ se datuje z letošního června, kdy nedaleko jižního pobřeží Sicílie objevili italští vědci sedm metrů pod hladinou obří vulkán, jehož základna dosahuje průměru 30 km a výška překračuje 400 metrů.

Nový výzkum italského Státního ústavu pro geofyziku a vulkanologii nyní ukázal, že to, co kdysi považovali za pouhou trhlinu, je největším italským podmořským vulkánem. Jeho otvory (fumarolami) se derou ze zemského nitra na povrch jen pára a plyny a v nejbližší době prý k erupci nedojde. Sopka dostala jméno Empedoklés, po řeckém filozofovi a lékaři (493 – asi 430 př.n.l), který měl spáchat sebevraždu skokem do kráteru soptící Etny.

Více se dozvíte:

http://planety,astro.cz/zeme/stavba.html
http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/volc_images/africa/lapalma.html
http://www.sopky.cz/rozcestnik.htm
Philips Steele, Sopky, Computer Press ,2003

1000 divů přírody, Reader´s Digest Výběr, Praha, 2002

260 000 mrtvých

Vědci považují vulkány za nejmocnější a nejtajemnější výtvory přírody. Dějiny už poskytly mnoho příkladů, kdy setkání člověka se sopkou připomíná souboj mravence se slonem. Sopečné erupce způsobily od roku 1700 smrt více než 260 000 lidí. Nemusí se přitom jednat jen o bezprostřední oběti výbuchů v těsné blízkosti běsnícího živlu.

Například roku 1985 se po výbuchu kolumbijské sopky Nevado del Ruiz žárem proměnil roztavil ledovec v blízkosti hory. Nic netušící spící obyvatele města Armero tak pohřbila ohromná masa bahna. Nebylo úniku, zahynulo asi 25 000 lidí!

Někdy erupce začne zcela nečekaně, bez předchozího varování, například únikem jedovatých par. Takto v roce 1993 znenadání vybuchla kolumbijská sopka Galeras. Šest vědeckých pracovníků, kteří v té době pracovali v jejím kráteru, našlo hrob ve žhavé lávě.

Jak se měří nebezpečí?

Současné metody předpovídání erupcí vycházejí z poznatků zkušeného amerického seizmologa Bernarda Choueta. Ten předpokládal, že klíčem k odemknutí třinácté komnaty každé sopky je měření otřesů způsobovaných vulkánem. Blížící se erupci nejspolehlivěji signalizuje narůstající tlak a změny na svazích sopky. Chouetův kolega a vědecký konkurent Stanley Williams zase tvrdil, že nejlepším způsobem je měření množství plynu unikajícího z kráteru.
Pro vědu jsou však rozhodující konkrétní důkazy. Měla ho podat zkouška, jejímž centrem se v roce 1993 stala sopka Galeras v Kolumbii. Williamsovy údaje o unikajícím plynu tvrdily, že je bezpečná, zatímco Chouetova metoda naopak varovala před erupcí. Williams mu nevěřil a na důkaz, že pravdu má on, se k sopce vypravil se svým týmem. Odpověď na otázku, kteá metoda je spolehlivější, dala sama sopka mohutným výbuchem. Williams přežil, ale utrpěl těžká zranění a byl doživotně zmrzačen. Při erupci zahynulo devět lidí, šest vědců a tři turisté.
Od té doby se celosvětově používá Choutova metoda. Díky ní se například mexickým vědcům podařilo v prosinci 2000 včas varovat před výbuchem nevyzpytatelné sopky Popocatepetl, největším za posledních 1000 let. Evakuace se týkala mnoha desátek tisíc obyvatel a nikomu se nic nestalo.

Sopky také slouží

Geotermální energie se využívá i k prospěchu lidí. To nejlépe dokazuje Island. Ačkoli je to ostrov dotýkající se přímo polárního kruhu, má díky horkým gejzírům z podzemí tradičně dostatek horké vody. Na Islandu je zemská kůra tak tenká, že magma (shromažďující se pod povrchem) ohřívá skály a podzemní vodu. Pára z podzemí zde dokonce pohání elektrárny.
Celou zástavbu v metropoli městě Reykjavíku (v překladu „Dýmající záliv“) vytápí přírodní horká voda. Slouží i ve sklenících, v nichž se, nedaleko od krajin věčného ledu, pěstuje tropické ovoce. Na horkých skalách v podzemí zde pečou dokonce i chleba.
Horké prameny‚ často s léčivými účinky, tryskají ze země i v jiných částech zeměkoule. Staly se základem mnoha lázní – nejen termálních.

Žhavá nej…

Nejvyšší činnou sopkou je Ojos del Salado v Andách (6887 m n.m.).

Nejvíce sopek je v Indonésii, kterou tvoří na 13 000 hornatých ostrovů a ostrůvků. Vulkanologové zde napočítali více než 400 vulkánů, z toho třetinu aktivních.
Největší množství činných sopek tvořících „ohňový pás“ najdeme na okraji Tichého oceánu, od And až k Aljašce, od Japonska až k Novému Zélandu.

Nejmohutnější sopku ve „známém“ vesmíru najdeme na Marsu. Tam dominuje Olympus Mons široký 600 km a vysoký 24 km (třikrát více než Mount Everest – největší pozemská hora). Sopky kdysi explodovaly i na Měsíci,  jsou i na Venuši.

Převzato:  http://21stoleti.cz/