Sopky - vše o vulkánech

Sopka neboli vulkán je místo, kde láva a sopečné plyny vystupují z magmatického krbu pod povrchem na zemský povrch, ať již na souši nebo pod vodou. Přívodní cesta, kterou vystupuje žhavé magma do kráteru sopky, se nazývá sopouch. Sopečný jícen neboli kráter je kotlovité či nálevkovité ústí sopouchu. Většina sopek má sopečný kužel ze ztuhlé lávy, resp. pyroklastických hornin.

Vulkány vznikají nejčastěji v místech, kde se setkávají tektonické desky, které se k sobě přibližují (jedna se podsouvá pod druhou) nebo se od sebe vzdalují. Dále může být zdrojem vulkanické činnosti také horká skvrna (angl. hotspot), sopečné území, na kterém proniká na povrch magma z velké hloubky ze zemského pláště a které je zcela nezávislé na poloze tektonických desek. Kromě toho jsou oblastmi se zvýšenou seismickou i vulkanickou činností ještě rifty, příkopové či zlomové struktury v zemské kůře, které mohou být dlouhé několik tisíc km a široké několik set km.

Název vulkán vznikl podle sopky Vulcano na Liparských ostrovech nedaleko Sicílie, tedy v Itálii. Tato sopka zase má svůj název podle římského boha ohně a kovářství Vulkána, který je ztotožňován s řeckým bohem Héfaistem. Podle aktivity se sopky dělí na aktivní, spící a vyhaslé, často je však velmi obtížné určit, do které kategorie sopka patří, např. zda je pouze spící nebo již vyhaslá.

Dva pojmy, bez kterých se neobejdete

Viskozita

Viskozita (vazkost) je fyzikální veličina charakterizující vnitřní tření.  Kapaliny s větší přitažlivou silou mají větší viskozitu. Větší viskozita znamená větší brzdění pohybu kapaliny nebo těles v kapalině. Řekneme-li o lávě, že má nízkou viskozitu, znamená to, že je tekutější a že má vysokou schopnost se pohybovat, což se projevuje např. na vzhledu štítové sopky. Vysoká viskozita znamená, že je láva málo pohyblivá, málo tekutá.

Magma

Magma je zcela nebo částečně roztavený přírodní materiál nacházející se pod povrchem země. Kromě roztavených hornin může obsahovat také krystaly různých minerálů, vodu a bubliny plynů. Prostor, v němž se magma pod povrchem shromažďuje, označujeme jako magmatický krb. Při proniknutí na povrch může magma vytvořit sopku (vulkán). Pokud se magma dostane na povrch, označujeme ho již termínem láva. Chladnutím magmatu vznikají vyvřelé horniny (magmatické horniny).

Většina magmatických tekutin je bohatá na křemičitany. Čím více křemičitanů magma obsahuje, tím je viskóznější. Dále platí, že taveniny s vyšší teplotou jsou méně viskózní (tekutější), což vede k jemnějším a méně explozivním erupcím. Většina magmat má teplotu mezi 700 a 1 300 °C. Voda obsažená v magmatu výrazně snižuje jeho teplotu a také viskozitu magmatu.

Co vše sopka vyvrhuje

Pyroklastický materiál

Pyroklastický materiál (z řeckého pyros = oheň, klastos = zlomený) či pyroklastická hornina je hornina vulkanického původu, která vznikla následkem erupce sopečného magmatu. Pyroklastický materiál je tvořen popelem, lapilli (sopečnou struskou) a sopečnými pumami (bombami), tedy úlomky nejrůznějších velikostí od jemného prachu až po velké bloky. Pyroklasty se mohou usadit na souši i pod vodou. Největší balvany dopadají na zem nejdříve, leží tedy nejblíže magmatickému krbu, naopak nejlehčí sopečný popel může zůstat ve stratosféře několik dnů i týdnů po erupci a přemístit se tisíce kilometrů daleko. Pyroklastický materiál je velkou hrozbou. Po explozi může pokrýt značná území, zničit půdu a kontaminovat vodní zdroje. Jemný pyroklastický materiál může také zůstat v atmosféře a ovlivnit podnebí. Sopečný popel nahromaděný v atmosféře může odrážet sluneční paprsky a ve výjimečných případech způsobit dočasnou sopečnou zimu.

Tefra

Pojem tefra se používá pro libovolný nezpevněný pyroklastický materiál (nezpevněné pyroklastické horniny). Název se používá pro materiál jakékoliv velikosti, složení i způsobu mechanismu vzniku.

Sopečná puma (sopečná bomba)

Jedná se o těleso o průměru větším než 6,4 cm tvořené žhavým magmatem, které vzniká při explozi vulkánu, patří tedy k tzv. pyroklastickému materiálu. Sopka vymrští těleso do vzduchu, to následně ztuhne v pevnou hmotu ještě dříve, než dopadne na zem. Dopadnout může do vzdálenosti až 20 km od magmatického krbu, během letu někdy získává aerodynamický tvar. Bomby mají pórovitou strukturu. Některé pumy jsou extrémně velké, např. při erupci japonské sopky Asama v roce 1935 byla do vzduchu vymrštěna puma o velikosti 5 až 6 metrů. I menší pumy mohou pochopitelně zranit nebo zabít lidi, a jsou tak vážnou hrozbou. Pokud jsou dostatečně velké, nemusí do dopadu na zem vyhasnout a mohou způsobit i rozsáhlé požáry. Následky dopadu sopečné bomby tak mohou být stejně katastrofální jako dopad klasické výbušné bomby vyrobené člověkem.

Lapilli

Lapilli se řadí k pyroklastickému materiálu (jinak zvanému tefra). Jedná se o tělesa nepravidelného tvaru o průměru od 2 do 64 mm. Pojem pochází z latiny a znamená „malé kameny“ (jednotné číslo lapillus). Lapilli vznikají při explozivních erupcích a tvoří přechod mezi sopečným popelem a sopečnou pumou (bombou). Když dopadají na zem, jsou většinou stále přinejmenším částečně žhavé. Lapilli bývají často pórovité, nazývají se pak sopečná struska či škvára.

Sopečný popel

Nejmenší částečky fragmentovaného magmatu o průměru maximálně 2 mm jsou označovány jako sopečný popel. Popel se do vzduchu dostává při explozivní erupci, pro svou malou velikost a hmotnost stoupá často až do horních vrstev atmosféry a může být větrem přemístěn i tisíce kilometrů daleko. Usazování sopečného popela má značně pozitivní vliv na úrodnost půdy, naproti tomu ale může způsobit lidem i velké škody. Typickým příkladem je výbuch islandské sopky Eyjafjallajökull v roce 2010, který načas zastavil leteckou dopravu (popel by se mohl dostat do leteckých motorů).

Velké množství popela může způsobit kolaps střechy budov, poškodit infrastrukturu (zásobování elektřinou, telekomunikace, kanalizaci, dopravu…) či zdravotní problémy lidskému nebo zvířecímu organismu. K potížím způsobeným popelem se řadí dýchací obtíže, kašel, nemoci podobné zánětu průdušek a podráždění očí (zvlášť závažné komplikace se vyskytují u lidí, kteří nosí kontaktní čočky).

Ve filmech je sopečný popel obvykle nadýchaný a lidé ho často představují jako kouř. Ve skutečnosti jde o roztříštěnou sopečnou horninu a sopečné sklo, tedy o něco těžkého, tvrdého a abrazivního (s podobnými vlastnostmi jako smirkový papír). Např. odhazování sopečného popela je mnohem náročnější než odhazování sněhu. Pokud se sopečný popel po vyvržení zkonsoliduje do jednolité masy, vzniká tuf.

Sopečné plyny

U jednotlivých vulkánů se výrazně liší složení a koncentrace plyny uvolňovaných při explozi do ovzduší. Nejběžnějším z těchto plynů je vodní pára, následovaná oxidem uhličitýmoxidem siřičitým i další oxidy síry, dále např. oxid uhelnatý, chlorovodík, fluorovodík, metan, amoniak, fluorid křemičitý, vodík a další. Tyto horké plyny jsou většinou pro člověka jedovaté.

Vulkanické plyny jsou často těžší než vzduch a drží se u země, takže klesají do údolí a jiných sníženin. Došlo i k případům, kdy plyny zabíjely pouze zvířata do 1 m výšky a stojícímu člověku nebyly nebezpečné jako např. při erupci islandské Hekly v roce 1974. Nebezpečí spočívá také v tom, že některé plyny (např. oxid uhličitý) jsou bezbarvé a bez zápachu, takže člověk jejich přítomnost ve vzduchu nepozná.

Tuf

Tuf je druh pyroklastické horniny, která byla nejprve vyvržena během sopečné erupce (převážně ve formě popela) a poté se zkonsolidovala do jednolité masy. Z nezpevněné sopečné horniny (tefry) tak postupně vznikla zpevněná hornina (tuf). Tufy se v přírodě vyskytují mnohem častěji než nezpevněná tefra. Tefrochronologie využívá vrstev tufu pro stanovení doby, z níž hornina pochází – jakmile se povede zjistit, kdy příslušná sopka explodovala, mohou být k dané době přiřazeny všechny vrstvy stejného chemického složení z širokého okolí.

Hornina je relativně měkká a už odpradávna se využívá ve stavitelství. Tuf se běžně vyskytuje v Itálii (jeho název pochází z italského slova tufo), proto ho takto využívali už staří Římané. Z tufu jsou také vytvořené monolitické sochy moai na Velikonočním ostrově. Často používaným stavebním materiálem se stal rovněž v Arménii, včetně hlavního města Jerevanu.

Struska

Sopečná struska je druh pyroklastického materiálu, který vzniká při explozivních erupcích, nejčastěji při strombolských erupcích a tvoří základ sypaných kuželů. Jednotlivé částice mají zhruba velikost lapilli (tj. 2 až 64 mm) a v důsledku unikajících vulkanických plynů v okamžiku jejich formování mají pórovitou strukturu. Díky relativně vysokému obsahu železa je struska zpravidla tmavě šedá až černá. Struska vzniká nejen při sopečné činnosti, ale i jako vedlejší produkt průmyslové výroby, např. při tavení a rafinaci kovů.

Čedič

Čedič neboli bazalt je nejhojnější vyvřelá výlevná skupina hornin na povrchu země (tvoří více než 90 % všech výlevných hornin, ve světových oceánech tvoří prakticky celé dno). Zrnitá hornina vzniká rychlým utuhnutím lávy na povrchu země. Má šedou nebo černou barvu a obvykle porfyrickou strukturu (tj. obsahuje větší krystaly obklopené v jemnozrnné základní hmotě), někdy i sklovitou strukturu. Bazaltové proudy jsou bazické (obsahují méně křemičitanů), jsou tedy poměrně tekuté (málo viskózní). Vytékají z puklin či sopouchů štítových sopek a často pokrývají velmi rozsáhlé území.

U nás se čedič vyskytuje např. v Českém středohoří včetně hory Říp. Některé bazalty tuhnou sloupcovitě a vytváří zajímavé útvary (pěti, šesti či sedmiúhelníkové bloky), jako např. proslulý Giant´s Causeway v Severním Irsku nebo u nás Panská skála u Kamenického Šenova známá z natáčení Pyšné princezny. Čedič se používá jako štěrk na výstavbu silnic, na dlažební kostky s velkou odolností k otěru, ve stavebnictví např. do základů staveb či na opětné zdi. Využití má i v kuchyni pro grilovací kameny a kuchyňské pracovní desky nebo při masáži tzv. lávovými kameny.

Sopečné sklo

Sopečné sklo (vulkanické sklo) je vulkanická hornina, která není tvořena krystaly (nemá pravidelnou krystalickou strukturu), nýbrž má amorfní strukturu podobnou sklu. Vzniká tak, že se ze sopky na povrch dostane žhavé viskózní magma, které na chladném vzduchu (nebo při kontaktu s vodou) velmi rychle ztuhne, takže nestihne dojít ke krystalizaci. K nejznámějším příkladům vulkanického skla se řadí obsidiánpemza.

Obsidián

Obsidián je druh sopečného skla, tedy magmatické horniny bohaté na oxid křemičitý, která je přírodní formou skla. Obsidián vzniká nejčastěji na doteku žhavé lávy s vodním prostředím. Je tvrdý, křehký a amorfní, proto má ostrý lom, čehož lze využít při výrobě řezných nástrojů. Obsahuje cca 70 % oxidu křemičitého a má tmavou barvu, která se může mírně lišit v závislosti na příměsích. Mohou v něm být zachované i malé bubliny sopečného plynu umožňující studium těchto plynů.

Díky ostrému lomu byl obsidián podobně jako pazourek už v pravěku používán na hroty šípů a oštěpů i na výrobu škrabek či nožů. Později byl také leštěn a užíván jako zrcadlo. Na Blízkém východě se používal i při obřízce. Májové a Aztékové vyráběli z obsidiánu nástroje, zbraně i dekorativní předměty. Na Velikonočním ostrově použili místní lidé obsidián pro zornice očí na světoznámých sochách Moai, kromě toho z něj také dělali nástroje.

V dnešní době se obsidián využívá na výrobu extrémně ostrých nožů a v chirurgii pro výrobu skalpelů, protože je výrazně ostřejší než i ta nejlepší ocel, dále k dekorativním účelům a jako drahokam. V celosvětově známém seriálu Hra o trůny hraje obsidián důležitou roli, říká se mu zde „dračí sklo“.

Pemza

Vulkanická hornina světlé barvy a hrubé porézní (pórovité) struktury se nazývá pemza. Jedná se o sopečné sklo, které může nebo nemusí obsahovat krystaly. Jeho latinský název pumex znamená „pěna“. Hornina je při explozivní erupci vyvržena ze sopky, v tu chvíli nastává rychlý pokles teploty a tlaku, díky němuž se rozpínají plyny a vzniká neobvyklá pěnovitá struktura s bublinami sopečných plynů uvězněnými v hornině. Je to efekt podobný například otevření PET láhve s perlivou vodou, kdy v důsledku náhlého poklesu tlaku rychle uniká oxid uhličitý. Póry mohou mít velikost od jednoho mikrometru až po 2 či 3 mm. Pemza je velmi lehká a na hladině vody plave. Pokud je vytvořena podmořskými vulkány, může vytvořit velké plovoucí kry (tzv. pemzové vory), které jsou hrozbou pro lodní dopravu.

Hornina se nachází v mnoha oblastech světa a v řadě zemí se také těží – největšími světovými producenty jsou Turecko a Itálie. Už od starověku se pemza využívala k léčebným a hygienickým účelům. Dnes se díky svému hrubému povrchu používá mj. jako hygienický nástroj pro odstraňování odumřelé kůže (např. z paty) či chlupů, jako brusný nástroj k hlazení různých materiálů, dále jako leštidlo, na výrobu mazacích gum či v hydroponii (pěstování rostlin bez půdy v živném roztoku). Díky své pórovité struktuře také může dodat potřebnou vzdušnost půdě. Ve stavebnictví má využití např. při výrobě odlehčeného betonu nebo tvárnic. Už ve starověkém Římě zahrnuli stavitelé pemzu do stavebního materiálu mohutné kopule Panteonu či při stavbách akvaduktů.

Láva

Láva je roztavená hornina (magma), která se z magmatického krbu dostala na povrch Země, ať už vlivem explozivní erupce, nebo lávového výlevu (výlevné erupce). Na povrch se obvykle dostane magma o teplotě mezi 700 až 1 200 °C. Pevná hornina, která vznikne během následného tuhnutí v chladnějším prostředí, se nazývá láva. Krystalizací vznikají vyvřelé horniny (magmatické horniny), při velmi rychlém chladnutí vznikají horniny sklovité (přírodní forma skla).

Útvar, kterým láva teče po výlevu (nikoliv po explozivní erupci), se nazývá lávový proud – v tomto útvaru láva často tuhne. Naproti tomu při explozivní erupci zpravidla nevzniká lávový proud, nýbrž je do vzduchu vymrštěn pyroklastický materiál nejrůznější velikosti (sopečný popel, lapilli, vulkanické bomby), souhrnně zvaný tefra.

Typy lávy

Láva obsahuje velké množství křemičitanů a podle tohoto množství se lávy dělí na kyselé (s největším obsahem křemičitanů), intermediárníbazické (zásadité; s nejmenším obsahem křemičitanů).

Kyselé lávy s vyšším obsahem křemičitanů jsou viskóznější a tvoří mocné útvary či lávové proudy. Vzniká z nich láva typu aa (název je rovněž havajského původu a znamená „hrubá kamenitá láva“) neboli balvanitá či blokovitá láva. Tloušťkou vrstvy může dosáhnout i 100 m, nedostane se však tak velké vzdálenosti od kráteru. Tento typ lávy ztěžuje pěší turistiku, protože hornina je často hrubá, rozpraskaná a velmi ostrá.

Bazické lávy s nízkým obsahem křemičitanů a vyššími obsahy hořčíku či železa mají malou viskozitu a tečou poměrně rychle, někdy i rychlostí desítek km/h. Vzniká z nich láva typu pahoe-hoe (název pochází z Havajských ostrovů, kde se často vyskytuje, a znamená „hladká neporušená láva“), jinak také označovaná jako provazovitá láva. Může urazit několik kilometrů, než se ochladí a ztuhne. Je obvykle hladká, lesklá a zvlněná, dá se po ní chodit bosou nohou. Tento typ lávy také může vytvářet lávové tunely.

Lávový kanál

Proud tekuté lávy, který teče korytem z pevnější (ztuhlé) lávy, resp. uvnitř lávových hrází, se nazývá lávový kanál. Láva tekoucí lávovým kanálem je obvykle bazická, tj. obsahuje menší množství křemičitanů, a má malou viskozitu (je tekutější). Hladina tekoucí lávy uvnitř kanálu se může zvýšit natolik, že přeteče přes hráze a rozlije se do okolí. Kanály mohou být široké a hluboké desítky metrů, dlouhé i několik kilometrů.

Vede-li lávový kanál uvnitř lávového proudu, může na jeho povrchu vzniknout pevná kůra (strop). Když pak dojde k ukončení přívodu lávy, kanál se vyprázdní a vznikne lávový tunel.

Lávový tunel

Lávový tunel je druh lávové jeskyně, tedy nekrasové jeskyně vytvořené ztuhlou lávou. Vzniká v lávových proudech v případech, kdy u lávového kanálu vznikl strop a kanál se následně po skočení přívodu lávy (např. po skončení výlevné erupce) vyprázdnil. Proud lávy vytékající z kráteru sopky na povrchu postupně chladne a vytváří pevnou kůru, zatímco pod touto tuhnoucí horní vrstvou dál proudí žhavá láva. To je možné u málo viskózní rychle tekoucí lávy (nejčastěji tedy typu pahoe-hoe). Strop může vzniknout buď tak, že horní vrstvy tekoucí lávy chladnou rychleji než spodní, anebo tak, že je horní část lávového kanálu pokryta nánosy, které vytvoří pevný strop. Po odtečení lávy zůstává dutina zpravidla oválného průřezu.

Tunely mají obvykle podlahu z lávy typu pahoe-hoe. Uvnitř mohou vznikat krápníky, i když pochopitelně jiným způsobem než v běžnější krasové jeskyni. Lávové tunely bývají maximálně 15 metrů široké a mohou se vyskytovat kdekoliv v hloubce 1 až 15 metrů pod povrchem. Některé mohou být velmi dlouhé, až několik desítek kilometrů. Vyskytují se na především na Havaji, kde vytvářejí komplexní jeskynní systémy dlouhé desítky kilometrů, dále např. na Azorských ostrovech, Kanárských ostrovech, na Islandu, na Galapágách i na Sicílii.

Lávová koule

Těleso přibližně sférického tvaru vzniká na povrchu lávového proudu typu aa. Vzniká postupným nabalováním lávy kolem malého pohybujícího se úlomku lávy. Je to podobný proces jako nabalování sněhu na sněhovou kouli pohybující se po svahu. Koule může mít průměr od několika centimetrů až po několik metrů. Krásným příkladem lávových koulí jsou např. tzv. Teidská vejde (Los huevos del Teide) na ostrově Tenerife na Kanárských ostrovech.

Lávové jezero

Jezero je tvořeno velkým množstvím žhavé lávy nahromaděné ve sníženině (depresi) či v sopečném kráteru. Láva má obvykle bazaltové (čedičové) složení a je tedy poměrně tekutá (málo viskózní). Lávové jezero může vzniknout několika způsoby, např. naplněním kráteru lávou z jednoho či více sopouchů, nebo pohybem tekuté lávy a jejím zadržením vlivem terénu. Nejznámějším případem lávového jezera je Erta Ale v Etiopii.

Ničivé síly sopek

Pyroklastický proud

Následkem sopečné činnosti může vzniknout pyroklastický proud. Jedná se o proud žhavých plynů a tefry (pyroklastického materiálu), který se velmi rychle pohybuje podél zemského povrchu směrem dolů po svahu sopky, podobně jako lavina. Plyny a tefra mohou dosáhnout teploty až 1 000 °C a pohybují se rychlostí kolem 100 km/h, v extrémních případech však mohou dosáhnout i rychlosti několikanásobně vyšší (až 700 km/h). Z uvedených informací je jasné, že je pyroklastický proud nejsmrtelnějším rizikem ze všech vulkanických projevů. Vzniká pouze v případě explozivní erupce. Jiným termínem používaným pro tento jev je žhavé mračno (z francouzského nuée ardente).

Příčin vzniku pyroklastického proudu může být celá řada. Nejčastější příčinou je kolaps mraku plynů a popela – tlak exploze je příliš slabý na to, aby vytlačil mrak popela vysoko do atmosféry, ten proto padá a teče po svazích sopky. Dalšími příčinami mohou být zpěnění lávy během procesu jejího odplynění po erupci, kolaps lávového dómu nebo kolaps a zřícení části vulkánu.

Obsahuje-li pyroklastický proud více plynů (včetně vodní páry) na úkor úlomků horniny, má nižší hustotu i teplotu (méně než 250 °C), a může tak překonávat i překážky, jako jsou horské hřebeny a kopce i velké vodní plochy, jako jsou řeky či moře. Pro tento jev se používá termín pyroklastická vlna (angl. pyroclastic surge).

Nejznámějšími a nejničivějšími příklady pyroklastického proudu jsou exploze Vesuvu z roku 79 n. l., která zabila obyvatelé antických měst Pompeje a Herculaneum, či výbuch sopky Mont Pelée na ostrově Martinik v roce 1902, při němž zemřeli téměř všichni obyvatelé města Saint Pierre (cca 30 000 osob). Proud vždy okamžitě spálil všechny lidi i jiné živé organismy, doslova je usmažil zaživa. Žhavé mračno dokáže také bořit domy a vytrhávat stromy.

Lahar

Sopečný bahnotok označovaný termínem lahar je rychle tekoucí proud ze směsi bahna či pyroklastického materiálu (suti) a vody, který vzniká v důsledku vulkanické činnosti. Příčin vzniku laharu může být celá řada, např. tání sněhu či ledovce působením žhavé lávy, smísení lávy s vlhkou půdou nebo bahnem, přívalové deště dopadající na nezpevněný sopečný materiál či popel anebo uvolnění vody z kráterového jezera a její smísení se sopečným materiálem po erupci. Napomoci může laharu také zemětřesení pod sopkou nebo v její blízkosti.

Lahar teče nejčastěji říčním údolím či soutěskami, někdy si hledá vlastní cestu. Konzistence laharu je trochu podobná vlhkému betonu – je tekutý, dokud se pohybuje, a zpevní se, jakmile se zastaví. Samotný název lahar pochází z javánštiny, tedy z Indonésie. Záplavy způsobené táním ledovce jsou označovány islandským termínem jökulhlaup.

Lahary jsou mnohdy extrémně ničivé, protože se mohou pohybovat i rychlostí několika desítek metrů za sekundu a v krajním případě dosáhnout hloubky až 140 metrů. Příkladem destruktivních účinků laharu je erupce filipínské sopky Pinatubo v roce 1991 a především kolumbijské sopky Nevado del Ruiz v roce 1985, při jejíž erupci způsobil pyroklastický proud tání ledovce. Po svahu kolumbijského vulkánu se spustily čtyři lahary o rychlosti cca 60 km/h a smetly z povrchu mj. městečko Armero, v němž zahynulo 20 tisíc z celkových 29 tisíc obyvatel. Katastrofální lahar vznikl také v roce 79 n. l. při výbuchu Vesuvu a zničil město Herculaneum.

Jökulhlaup

Jökulhlaup jsou záplavy způsobené táním ledovce v důsledku sopečné činnosti. Může je způsobit výbuch sopky pod ledovcem nebo např. geotermální ohřívání ledovce. Termín byl použit původně pouze pro jev spojený s islandským ledovcem Vatnajökull, nyní se už používá obecně pro jakékoliv náhle uvolnění velkého množství vody z ledovce nebo z proglaciálního jezera (ledovcové jezero, které vzniklo před čelem ledovce).

K záplavám jökulhlaup jsou náchylné zejména některé oblasti na Islandu. Příkladem je ledovec Mýrdalsjökull, když pod ním vybuchne sopka Katla (ničivé erupce zde nastaly např. v roce 1755 či 1918). Vulkán Grimsvötn často působí jökulhlaup z ledovce Vatnajökull, jako např. v roce 1996, kdy z něj mohutný proud vody tekl po dobu několika dní. Kráter tohoto vulkánu je totiž vyplněn velkým jezerem odtávající vody, jehož hladina v době zvýšené geotermální aktivity prudce stoupne a uvolněná voda si hledá cestu k předpolí ledovce. Menší jökulhlaup způsobil i známý výbuch sopky Eyjafjallajökull v roce 2010.

Při jökulhlaupech je přemísťováno velké množství sedimentu, který je odnášen do moře nebo se usadí v předpolí ledovce, kde vznikají sandrové nížiny. Tak se rozšiřuje plocha Islandu při jižním pobřeží.

Typy sopek

Stratovulkán

Sopky, které mají kónický (kuželovitý) tvar tvořený mnoha vrstvami ztuhlé lávy a pyroklastických hornin, se nazývají stratovulkány nebo také zvrstvené sopky. Na rozdíl od štítových sopek jsou jejich svahy velmi strmé (až 30°) s kráterem na vrcholu. Dochází u nich střídavě k explozivním a efuzivním (výlevným) erupcím, tím se tvoří jednotlivé vrstvy. Magma ze stratovulkánu má obvykle vyšší viskozitu, zchladne a utuhne dříve, než se dostane daleko od vulkánu. Některé stratovulkány mají v horní části kalderu (prohlubeň, která vznikla zřícením centrální části sopky po vyprázdnění magmatického krbu).

Stratovulkány se vyskytují častěji než štítové sopky a mnoho z nich má za sebou erupce, které způsobily obyvatelům žijícím v jejich stínu katastrofu s velkými škodami i oběťmi na životech. Často se nachází v zónách tzv. subdukce, kde se jedna litosférická deska podsouvá pod druhou (někdy zde tvoří i lineární řady). Právě v těchto oblastech bývají explozivní erupce nejničivější, mohou být doprovázeny sloupem sopečného popela, vyvrhováním sopečných pum, pyroklastickými proudy či lahary (sopečnými bahnotoky). Přesto však v okolí těchto potenciálně nebezpečných sopek žije často mnoho lidí, protože půda v jejich okolí je zpravidla úrodná.

Ke známým stratovulkánům se řadí např. nejvyšší hora Afriky Kilimandžáro (5 895 m), Mont Pelée na Martiniku, mexický Popocatépetl a nejvyšší mexická hora Pico de Orizaba, Mount St. Helens v USA, sopky Irazú, PoásArenal na Kostarice, nejvyšší sopka světa Ojos del Salado (6 893 m) na hranicích Chile a Argentiny, kolumbijská Nevado del Ruiz, ekvádorská Cotopaxi, nejvyšší iránská hora Damávand, turecký Ararat, indonéská Krakatoa, filipínská Pinatubo, japonská posvátná hora Fudži, ruská Ključesvkaja na Kamčatce i nejvyšší hora Kavkazu Elbrus (5 642 m). V Evropě se ke stratovulkánům řadí italské vulkány Etna, VesuvStromboli, ve francouzském regionu Auvergne Puy-de-Sancy, arménský Aragac, gruzínský Kazbek, islandské sopky Hekla, Askja či Eyjaflallajökull. Sopka Pico del Teide na kanárském ostrově Tenerife je stratovulkánem vytvořeným na povrchu čedičové štítové sopky.

Štítová sopka

Typ vulkánu tvořený téměř výhradně tekutými (málo viskózními) lávovými proudy se nazývá štítová sopka. Její svahy jsou velmi mírně ukloněné (cca 2 až 10°) a její název odkazuje na podobnost se štítem válečníka položeným na zemi. Málo viskózní láva štítové sopky produkovaná při výlevných (efuzivních) erupcích doputuje od vulkánu mnohem dál než láva stratovulkánu. Erupce mohou probíhat velmi dlouhou dobu a vytvořit skutečně rozsáhlé útvary. Štítové sopky mají obvykle zhruba 20násobně větší šířku než výšku. Běžným projevem tohoto typu vulkanismu jsou lávové tunely, ale také kaldery. Produkované lávy jsou většinou typu pahoe-hoe.

Vrchol nejrozsáhlejší sopky na Zemi, havajské Mauna Loa, leží ve výšce 4 169 m n. m., vulkán má základnu širokou více než 100 km a celkem obsahuje zhruba 80 tisíc km3 výlevné horniny čediče. Pokud započítáme výšku této sopky i pod mořskou hladinou, zjistíme, že od mořského dna měří neuvěřitelných 9 170 metrů, a je tak vyšší než Mount Everest.

Štítové sopky jsou mnohem klidnější než stratovulkány, proto také nejsou tak široce známé. Vznikají často na horkých skvrnách neboli hotspotech (Havaj, Galapágy) nebo v riftových zónách (Island, Východoafrická příkopová propadlina). K nejznámějším štítovým sopka světa patří již zmíněná Mauna Loa, Kilaulea i další sopky na Havaji, vulkány na souostroví Galapágy, etiopská Erta Ale s aktivním lávovým jezerem nebo třeba řecký ostrov Santorini. Největší štítovou sopkou a zároveň nejvyšší horou v celé sluneční soustavě je Olympus Mons na Marsu s výškou cca 21 km.

Sypaný kužel

Strmý vrchol ve tvaru kužele tvořený tefrou, resp. volným pyroklastickým materiálem (především struskou) se nazývá sypaný neboli struskový kužel. Kužel vzniká nad místem, kde se na povrch dostává magma při explozivní erupci, nejčastěji erupci strombolského typu. Vzniká jako výsledek odplyňování magmatu a jeho následné fragmentace. Jednotlivé částice strusky mají nejčastěji velikost lapilli (tj. 2 až 64 mm) a v důsledku unikajících vulkanických plynů v okamžiku jejich formování mají pórovitou strukturu, méně časté jsou sopečné pumy či popel. Kužel bývá symetrický, s téměř kruhovým půdorysem, na vrcholu má obvykle kráter ve tvaru misky. Jedná se o nejjednodušší typ vulkánu a o nejčastější typ sopečné činnosti na Zemi.

Sypané kužely bývají podstatně menší než stratovulkány i štítové sopky, na výšku mají obvykle desítky až stovky metrů. Nacházejí se často na svazích větších sopek (stratovulkánů, štítových sopek i kalder) jako tzv. parazitické kužely, např. na sicilské sopce Etna, sopce Stromboli na Liparských ostrovech, na havajské Mauna Loa nebo nejvyšší hoře Španělska Pico del Teide na ostrově Tenerife. Jindy tvoří sypané kužely samostatná a rozsáhlá sopečná pole o četnosti desítek až stovek kuželů.

Lávový dóm

Lávový dóm neboli sopečný dóm či vulkanický dóm je okrouhlý útvar ve tvaru mohyly či kupole, který vzniká pomalým pronikáním viskózní lávy ze sopky na povrch. Magma pod povrchem je viskózní buď proto, že má vysoký obsah křemičitanů, anebo protože z něj již unikly plyny. Vysoká viskozita potom brání potom brání lávě, aby tekla rychle. Celý proces vzniku dómu je trochu podobný pomalému vytlačování zubní pasty z tuby.

Tyto útvary mohou dosáhnout výšky až několika set metrů a mohou postupně růst několik měsíců nebo i několik let. Po stranách jsou tvořeny nestabilními skalními úlomky. Ale ani celé dómy nemusí být dlouhodobě stabilní, mohou explodovat, zřítit se, způsobit vznik pyroklastického proudu apod. Lávové dómy patří k charakteristickým strukturám stratovulkánů – dómy často vznikají v jejich kráterech a kalderách mezi výraznými fázemi sopečné aktivity.

V Evropě je známým příkladem lávového dómu hora Puy de Dôme ve francouzském regionu Auvergne. Nejdéle narůstající sopečný dóm je Santiaguito v Guatemale, který se začal tvořit v roce 1922 a vysoce viskózní láva se z něj na povrchu dostává dodnes.

Kaldera

Kaldera je velká prohlubeň ve tvaru kotle či kráteru, která vzniká po vyprázdnění magmatického krbu během sopečné erupce. Když je na povrch vymrštěno obrovské množství magmatu, vznikne prázdný prostor, vyprázdněná komora neunese váhu vulkánu a dojde ke kolapsu centrální část sopky, která se pod vlastní vahou propadne. Další možností vzniku tohoto útvaru je vyhození vrcholu sopky do vzduchu při explozivní erupci.

Kaldera může mít průměr od jednoho km až po několik desítek km. Název pochází ze španělského slova caldera, v překladu kotel na vaření, a vznikl podle kaldery Las Cañadas na kanárském ostrově Tenerife. Kaldery bývají často zaplněny vodou a vytvářejí kráterová jezera, která mohou mít průměr mnoha kilometrů. Většinou jsou pozůstatkem velkých stratovulkánů. Existují však výjimky, kdy kaldera vzniká ze štítových sopek (jako např. u obrovských vulkánů Kilaulea a Mauna Loa na Havaji), nikoliv v důsledku exploze, nýbrž v důsledku vytékání málo viskózní lávy.

Typy sopečných erupcí

Vulkanické erupce se dělí na explozivní a výlevné. Výrazně ničivější jsou explozivní erupce, které jsou bouřlivé a agresivní, pod tlakem plynů je při nich z kráteru vyvrženo viskózní magma. Výlevná neboli efuzivní erupce je mnohem klidnější, dochází k postupnému volnému výlevu lávy, která je málo viskózní (tedy tekutější). Erupce dále rozlišujeme na několik typů:

Havajská erupce – poměrně klidná výlevná erupce, při níž se do okolí rozlévá tekuté (málo viskózní) magma čedičového charakteru. Magma má nízký obsah plynů a vysokou teplotu. Při erupci vzniká jen velmi málo sopečného popela. Havajská erupce probíhá zpravidla u štítových sopek a jak napovídá název, je charakteristická především pro vulkány na Havaji.

Strombolská erupce – relativně klidná erupce, při níž jsou (často ve víceméně pravidelných intervalech) vyvrhovány úlomky lávy jako lapilli a lávové pumy (v menší míře popel) do blízkého okolí, do vzdálenosti desítek až stovek metrů. Název vznikl podle italské sopky Stromboli na Liparských ostrovech. Pozorování strombolských erupcí může být velmi atraktivní a za běžných okolností není příliš nebezpečné, část materiálu dokonce padá zpět do kráteru. Vyvrhovaný materiál je žhavý, ale po erupci ve vzduchu chladne a na zem dopadá již tmavý. Tefra se hromadí v okolí kráteru a vytváří tzv. sypaný (struskový) kužel. Láva je viskóznější než v případě havajské erupce, proto jsou lávové proudy stékající po úbočí pomalé a láva se nedostane tak daleko. Strombolská erupce může trvat nepřetržitě mnoho let.

Vulkánská erupce – explozivní erupce, která se objevuje v případě vysoce viskózního magmatu s vyšším obsahem křemičitanů. Je charakterizována hustým mrakem plynu a popela, který stoupá vysoko nad kráter (0,5 až 3 km). Erupce často vzniká tak, že se magma v podzemí dostane do kontaktu s vodou, a může být extrémně hlasitá. Svůj název získala podle ostrova Vulcano na Liparských ostrovech, kde v roce 1888–90 pozoroval tento typ erupce italský vulkanolog a kněz Giuseppe Mercalli a přirovnal ho k „dělostřelecké palbě s nepravidelnými intervaly“. Tefra vyvržená vulkánem vytváří sopečný kužel, zatímco popel se dostává i do velké vzdálenosti od místa exploze. Běžné jsou také sopečné pumy, tělesa, která mohou dosáhnout i průměru jednoho metru. Erupce obvykle končí výlevem viskózní lávy. Nebezpečná je obvykle především pro lidi nacházející se ve vzdálenosti několika set metrů od kráteru.

Peléjská erupce – explozivní erupce, která se objevuje v případě vysoce viskózního magmatu. Kráter sopky je ucpán ztuhlou lávou a pod touto zátkou se hromadí plyny, při výbuchu se pak vytvoří mohutný mrak žhavých plynů. Pélejská erupce má společné rysy s vulkánskou erupcí, charakteristické jsou však pro ni navíc ničivé pyroklastické proudy, tj. proud žhavých plynů a popela rychle se pohybující po svahu sopky. Dalším typickým znakem peléjské erupce je vznik lávových dómů (okrouhlý útvar ve tvaru mohyly či kupole, který vzniká pomalým pronikáním viskózní lávy ze sopky na povrch) v přívodním magmatickém kanálu. Název pochází od sopky Mont Pelée na ostrově Martinik, resp. její erupce z roku 1902, při níž žhavá mračna (pyroklastické proudy) zabila cca 28 tisíc obyvatel nedalekého města Saint Pierre.

Pliniovská erupce – explozivní erupce, která se podobně jako vulkánská a peléjská erupce objevuje v případě vysoce viskózního magmatu s vyšším obsahem křemičitanů. Popsal ji již v antické době Plinius mladší, jehož strýc Plinius starší zemřel v roce 79 n. l. při výbuchu sopky Vesuv, který zcela zničil římská města Herculaneum a Pompeje. Pro pliniovské (též vesuvské) erupce je charakteristický vysoký sloup sopečných hornin, popela a horkých plynů sahající až do stratosféry (až 25 km). Vyvrhováno je také velké množství pemzy. Někdy vzniká také ničivý pyroklastický proud, směs žhavých plynů a tefry valící se po úbočí sopky. Kratší erupce může trvat jeden den, delší několik dní nebo i měsíců. Erupce jsou často velmi hlasité. Celkové množství magmatu, které se dostane na povrch, je tak obrovské, že to často způsobí kolaps centrální části sopky, která se zřítí vlastní vahou a vzniká kaldera. Kromě nechvalně známého výbuchu Vesuvu v roce 79 jsou dalšími příklady pliniovské erupce výbuch indonéské sopky Krakatoa v roce 1883, erupce Mount St. Helens v USA v roce 1980 a také řecké sopky na ostrově Théra (Santorini) kolem roku 1 600 př. Kr., která vážně poškodila vyspělou minojskou civilizaci.

Co ještě souvisí s činností sopek

Horká skvrna

Horká skvrna (angl. hotspot) je sopečné území, na kterém proniká na povrch magma z velké hloubky ze zemského pláště. Horké skvrny jsou zcela nezávislé na poloze tektonických desek, proto v důsledku pohybu desek nad zemským pláštěm vznikají řetězce sopečných ostrovů seřazené od nejstarší sopky po nejmladší (deska se posunula dál, ale horká skvrna pod ní zůstala na stejném místě).

Magma je většinou bazické (zásadité), pro vulkanismus jsou zde charakteristické klidnější výlevné erupce, které mají za následek vznik štítových sopek. Hotspoty disponují také vysokým tokem geotermální energie. Typickými příklady horké skvrny jsou Havajské ostrovy, Island, Galapágy, RéunionYellowstone hotspot ve Spojených státech.

Fumarola

Fumarola je výron vodní páry a plynů o teplotě 100 až 800 °C vycházející z otvoru v zemské kůře v sopečných oblastech. Sopečné plyny se uvolňují při odplynění magmatu pod povrchem a patří k nim např. oxid uhličitý, oxid siřičitý, chlorovodík či sulfan (sirovodík). Za teplot 100 až 200 °C často uniká sulfan (sirovodík). Pokud převládají sirné plyny, používá se pro fumarolu označení solfatára. Fumaroly jsou důkazem stále aktivní vulkanické činnosti a často se objevují v celých pásech nebo jsou nepravidelně rozmístěny ve fumarolových polích, kde se mohou vyskytovat i termální prameny. Fumaroly mohou existovat několik týdnů nebo měsíců, anebo také celá staletí.

Typickým příkladem je Údolí deseti tisíců kouřů na Aljašce, které vzniklo po erupci sopky Novarupta v roce 1912, kdy byly vytvořeny tisíce fumarol, většina z nich však později přestala být aktivní. Tisíce fumarol existují také v národním parku Yellowstone v USA. V Evropě jsou fumaroly k vidění na Islandu, na ostrově Vulcano na Liparských ostrovech v Itálii nebo na Azorských ostrovech (např. ve Furnas).

Bahenní sopka

Geomorfologický útvar zvaný bahenní sopka nemusí vůbec souviset s vulkanickou činností. Jedná se o drobnější kuželovitou vyvýšeninu tvořenou bahnem, která vzniká nejčastěji zahřátím vody pod zemským povrchem a jejím smísením s minerály, vzniklé bahno je potom společně s plyny a vodní párou vytlačováno na povrch. Bahno volně vytéká nebo vystřikuje jako gejzír spolu s unikajícím plynem a drobnými pevnými částicemi.

Bahenní sopky jsou zpravidla vysoké jeden až dva metry, existují však i takové, které přesahují výšku 100 metrů. Vyskytují se nejčastěji v zónách subdukce, kde se jedna litosférická deska podsouvá pod druhou, dále v oblastech s ložisky ropy a zemního plynu, někdy však také vznikají v blízkosti magmatických vulkánů. Teploty v bahenní sopce se také výrazně liší od teplot ve vulkánech – mohou sahat od 100 °C až po pouhé 2 °C. Většinu uvolněného plynu tvoří obvykle metan. Půda kolem bahenních sopek bývá slaná a okolní vegetace chudá, protože jen velmi málo druhů dokáže přežít nehostinné podmínky, krajina kolem tak často připomíná měsíční krajinu.

Tyto útvary se vyskytují v mnoha zemích světa, včetně České republiky (lokalita Soos u Františkových lázní). V Evropě jsou nejvýznamnější bahenní sopky v Rusku na Tamaňském poloostrově, na Krymu, v Bulharsku blízko Rupite, v Rumunsku nedaleko města Berca a v Itálii v pohoří Apeniny. Hned několik stovek bahenních sopek se nachází v Ázerbájdžánu, především v oblasti Qobustan, některé jsou navíc více než 200 metrů vysoké a čas od času z nich začnou šlehat velké plameny.

Autorem textu je Petr Želiezko, všechna práva na použití jakékoliv části textu vyhrazena. Případné připomínky můžete zaslat na e-mail petr@mundo.cz.