Primární ohrožení při explozi sopky

Sopečná činnost je z hlediska člověka zvláštním přírodním procesem. Erupce sopek představují velké hazardy a často i katastrofy. Na druhou stranu mohou být doprovodné projevy vulkanismu, spojené se zvýšeným tokem geotermální energie, velmi pozitivně společností využity.

Velmi obecně je za sopku považována vyvýšenina na zemském povrchu tvořená sopečným materiálem, v rámci které dochází k výstupu magmatu na zemský povrch (KUKAL, Z., 1983, 121). Mezi základní prvky morfologie sopky patří vlastní sopečný kužel budovaný vulkanickými horninami, kráter, místo erupční činnosti a sopouch, jakýsi přívodní kanál hlavního kráteru. Pod povrchem musí být sopka spojena s magmatickým krbem, který představuje zdroj energie i materiálu pro sopečnou činnost. Magmatický krb je zpravidla umístěn v hloubce 30 - 100 km (KUKAL, Z., 1983, 121).

V magmatickém krbu se horniny nacházejí v tekutém stavu, který se nazývá magma. Existuje několik příčin, proč dochází k zvýšení teploty a tavení hornin (KUKAL, Z., 1983, 121). Může to být větší koncentrace radioaktivních izotopů, kdy je energie uvolňována jejich rozpadem. Další příčinou jsou tektonické tlaky (např. subdukce desek). Zvýšený tepelný tok může souviset i s konvekčním prouděním v zemském tělese (místa tzv. horkých skvrn). Magma jako takové je komplexní směs silikátů, plynů a dalších natavených minerálů (SMITH, K., 2002, 156).

Jak magma stoupá směrem k zemskému povrchu (většinou podél tektonických poruch), dochází k poklesu tlaku, což má za následek rozpínání plynných komponent. Pokud má magma pod povrchem zahrazenou cestu, stlačené plyny spolu s nahromaděnou energií zpravidla způsobují vulkanickou explozi, při které dochází k proražení zemské kůry a k výstupu celé směsi na povrch. Množství uvolněné energie při sopečném výbuchu je obrovské. K. Smith (2002, 157) uvádí, že při průměrné explozi je uvolněno 10¹⁵ - 10¹⁸ J. Pro srovnání atomová bomba o hmotnosti 1 kt by uvolnila energii "pouze" o velikosti 4 x 10¹² J.

Povahu erupční činnosti do značné míry ovlivňuje charakter složení magmatu. Je to především obsah křemičitanů a plynných složek, které ovlivňují tekutost a rozpínavost směsi. Podle těchto vlastností rozlišujeme dva hlavní typy magmatu (SMITH, K., 2002, 157). Felsické (kyselé) magma je svým složením podobné složení rhyolitu. Obsahuje velké množství plynů a asi 70% tvoří SiO₂. Tento druh magmatu je charakteristický pro vulkanismus subdukčních zón (např. jihoamerické Andy), kde dochází k natavování zemské kůry z podsouvaných desek, která je charakteristická velkým množstvím silikátů. Felsické magma je velmi viskózní (málo tekuté), což s velkým procentem plynných složek zapříčiňuje silné explozivní erupce. Druhým typem je magma bazické (též mafické), které svým složením připomíná čedič. Tvoří jej materiál, který pochází z větších hloubek, především ze svrchního pláště, a tak je tento druh magmatu vázán na riftové oblasti a vulkanismus horkých skvrn (např. Havajské ostrovy). Směs obsahuje malé množství plynů a jen asi 5% SiO₂. Magma je mnohem tekutější a erupce bývají poklidné, dochází pouze k výlevům magmatu na povrch.

Čtěte také: Příčiny znečištění půdy v detailu

Primární vulkanické hazardy

Magma, které se dostává na zemský povrch, označujeme termínem láva. Pokud stéká po svazích sopky, vznikají lávové proudy, které jsou jedním z hlavních vulkanických hazardů. Při erupci mohou ale sopky vyvrhovat i množství pevných částic, které označujeme jako pyroklastika. Jedná se o ztuhlé magma i kusy hornin sopečného kužele, které jsou při explozi rozmeteny po okolí. Pyroklastický materiál, který opět dopadá na povrch nazýváme souhrnně pojmem tefra (KUKAL, Z., 1983, 129). Jednotlivé částice se mohou lišit svojí velikostí. Největší označujeme jako sopečné pumy, menší jako lapilli, dále se může jednat o sopečný popel nebo prach.

Vulkanické hazardy je možné dělit, stejně jako hazardy spojené s otřesy, do dvou skupin. Primární hazardy zahrnují rizika, která jsou iniciována výlevy lávy a vyvrhováním pyroklastického materiálu. Jsou to lávové proudy, výbuchy spojené se spádem tefry, žhavá mračna (nuées ardentes), exhalace plynných látek a vznik sopečných zemětřesení.

Lávové proudy jsou jedním z hlavních vulkanických hazardů. Jedná se o roztavenou horninu (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. Útvar, kterým láva teče po výlevu (nikoliv po explozivní erupci), se nazývá lávový proud. V tomto útvaru láva často tuhne.

Při erupcích sopky vyvrhují i množství pevných částic, které označujeme jako pyroklastika. Jedná se o ztuhlé magma i kusy hornin sopečného kužele, které jsou při explozi rozmeteny po okolí. Pyroklastický materiál, který opět dopadá na povrch nazýváme souhrnně pojmem tefra. Jednotlivé částice se mohou lišit svojí velikostí. Největší označujeme jako sopečné pumy, menší jako lapilli, dále se může jednat o sopečný popel nebo prach (obr. 4). Pyroklastický spad může pokrýt značné území v okolí vulkánu a negativně tak ovlivnit např. zemědělskou produkci v několika následujících letech. Tefra také utváří část vlastního materiálu kužele.

Pyroklastický proud (či pyroklastická vlna) je jedním z nejsmrtonosnějších rizik ze všech vulkanických projevů a vzniká pouze v případě explozivní erupce. 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).

Čtěte také: Normy pro emise benzínových motorů

Exhalace plynných látek jsou dalším z primárních vulkanických hazardů. Sopečná činnost sama o sobě je termín, který nezahrnuje pouze sopečné erupce, ale i ostatní doprovodné vulkanické projevy, které souvisejí s přítomností magmatu v blízkosti zemského povrchu a se zvýšeným tokem geotermální energie. Jedním z těchto projevů jsou exhalace plynných látek, jak u činných sopek, tak i jako doklad posopečné aktivity. Rozlišujeme tři hlavní typy unikajících vulkanických plynů (KUKAL, Z., 1983, 150). Základem všech plynů je vodní pára, která je dále doplněna oxidy síry, kyselinami HF a HCl a oxidy uhlíku (CO, CO2). Exhalace plynů s hlavním podílem H2O jsou označovány jako fumaroly (teplota 200 - 800°C). Pokud převažuje obsah síry, nazýváme výrony termínem solfatary (100 - 250°C). Moffety (do 100°C) jsou naopak charakteristické převládajícím obsahem oxidů uhlíku.

Předpověď a ochrana

Pro účely předpovědi a ochrany se podobně jako u nebezpečí zemětřesení sestavují mapy vulkanického ohrožení. Při jejich sestavování se vychází především z historických statistik erupcí daného sopky a z hodnocení minulých účinků. Do mapy se zakreslují oblasti, které mohou být postiženy jednotlivými vulkanickými hazardy. Jedná se hlavně o zóny dopadu pyroklastického materiálu, možné trasy lávových a laharových proudů apod.

Vlastní predikce sopečné erupce vychází z řady měření prováděných v blízkosti vulkánu, které se zaměřují na doprovodné známky života sopky. Pouze souhrnné poznatky získané z těchto analýz mohou odhalit ukazatele budoucí aktivity. K. Smith (2002, 174) uvádí jako hlavní měření těchto ukazatelů:

• zemětřesná aktivita - v blízkosti aktivního vulkánu bývá umístěna řada seismických stanic. Zaznamenané otřesy mohou indikovat postup magmatu k zemskému povrchu.
• deformace povrchu - pomocí technologií DPZ a GPS je možné určovat změny v terénu (poklesy, vzestupy) v okolí sopky.
• geochemické monitorování - bylo zjištěno, že před erupcí často dochází ke změně ve složení plynů před budoucí aktivitou sopky.

Ochrana před účinky vulkanismu má jako u ostatních hazardů formu aktivní a pasivní. Aktivní obranou je například bombardování nebo ochlazování lávových proudů či stavění ochranných bariér a koryt. Pasivní ochranou je myšlena evakuace obyvatelstva z ohrožených území.

Důležitou složkou ochrany a prevence vulkanických hazardů je rovněž plánování land-use (SMITH, K., 2002, 177). Jedná se hlavně o citlivé zónování oblastí pod činnými sopkami. Tato území vzhledem k úrodnosti sopečných půd a estetické hodnotě přitahují velké množství lidí, kteří jsou ale o to víc vystaveni možnému nebezpečí. Využití krajiny by se mělo řídit údaji na mapách zemětřesného ohrožení a hlavní rizikové oblasti by rozhodně neměly být osidlovány nebo jinak využívány.

Čtěte také: Jak se vypořádat s prime znečištěním

Známé historické katastrofy

Na celé planetě bylo v průběhu historie bezpočet činných vulkánů, které za svůj aktivní život daly vzniknout mnoha erupcím. Některé sopky se nachází v neobydlených oblastech a jejich exploze mohly tak zcela ujít lidské pozornosti. Jiné naopak představovaly a představují velká rizika pro danou společnost. Pro ilustraci vulkanických hazardů jsme vybrali několik velkých a známých historických katastrof. Jen ty největší (např. Tambora 1815) označujeme jako kataklyzmatické erupce.

Italský Vesuv, zřejmě nejslavnější vulkán starého světa, je hrozbou od chvíle, kdy jeho erupce v roce 79 našeho letopočtu pohřbila pod vrstvami popela město Pompeje a několik dalších sídel. V římských Pompejích a v dalších městech v širším okolí tehdy zemřelo na pětadvacet tisíc lidí. Pod pečlivým dohledem seismologů je sopka už od 19. století; první vulkanologická stanice zde vyrostla v roce 1842. Dnes je na sopce celá síť vědeckých přístrojů, které neustále sledují záchvěvy půdy, teplotu i chemické složení výparů a další hodnoty. Z vesmíru vulkán střeží satelity, jež kontrolují jeho tvar (před výbuchem se obvykle mění sklon svahů) a za pomoci infračervených kamer i změny jeho teploty.

Hora Pinatubo, která se nachází v hustě obydlené oblasti Filipín, se stala nechvalně známou po velké erupci v roce 1991, která byla druhou největší erupcí dvacátého století, hned po výše uvedené Novaruptě. Sopka byla podle vědců v geologické minulosti aktivní mnohokrát, ale přesto incident z devadesátých let místní překvapil - od posledního výbuchu totiž uplynulo asi půl tisíciletí a svahy vulkánu úplně zarostly pralesem.

Erupce washingtonské sopky Mount Saint Helens v roce 1980 byla nejsmrtonosnější a nejničivější sopečnou událostí v historii USA. Při erupci zahynulo 57 lidí a navíc tisíce zvířat, současně bylo zničeno asi dvě stě kilometrů čtverečních lesa, celkem šest set kilometrů čtverečních lesů bylo poškozeno.

Slavná japonská hora Fudži nevybuchla od roku 1707, kdy její erupci pravděpodobně spustilo silné zemětřesení na začátku téhož roku, uvádí zpráva programu Volcano World Státní univerzity v Oregonu. V roce 2014 odborníci varovali, že Fudži hrozí další erupce po zemětřesení o síle 9,0 stupně Richterovy škály, které Japonsko zasáhlo v roce 2011.

Jedna z nejaktivnějších indonéských sopek, hora Merapi, nepřetržitě vybuchuje již po staletí. Podle NASA jsou největším rizikem Merapi pyroklastické proudy, které se mohou rozšířit na rozsáhlá území a ohrožovat populaci. Při její erupci v roce 2010 zemřelo 347 lidí.

Tabulka: Typy sopečných erupcí

tags: #prime #ohrozeni #pri #explozi #sopky

Oblíbené příspěvky:

• Strážci přírody Břeclavsko
• Kulturní krize a ekologie
• Problém s pálením odpadu
• O daňku skvrnitém
• Zahraniční ekologické organizace