Sopečná činnost a její vliv na změnu klimatu

Na celém světě existuje přibližně 1 500 potenciálně aktivních sopek. Většina z nich se soustřeďuje kolem Tichého oceánu, kde tvoří tzv. tichomořský ohnivý kruh, podkovovitý pás o rozloze přibližně 40 000 km, v němž se nachází 75 % aktivních sopek. V Evropě představují Island spolu s Itálií centra aktivních sopek a v posledních letech je jejich aktivita stále výraznější. Nedávno erupce na jihu Islandu vedla k evakuaci všech obyvatel Grindaviku a k životu se minulý týden opět probrala Etna na Sicílii.

Jak sopečné erupce ovlivňují klima

Plyny a prachové částice uvolněné do atmosféry během sopečných erupcí mohou ovlivňovat klima i v globálním měřítku, protože plyny, prach a popel se erupcí dostávají do stratosféry a cirkulují. Během sopečných erupcí se do stratosféry (vrstva atmosféry ve výšce 10-50 km) uvolňuje obrovské množství sopečných plynů, aerosolů a popela. Popel nebo sopečný prach uvolněný do atmosféry pohlcuje sluneční záření a způsobuje dočasné ochlazení.

Větší částice popela mají krátkodobý vliv na klima, protože většina z nich spadne z atmosféry během několika hodin nebo dnů po erupci a usadí se na zemi. Malé částice popela mohou v nízké vrstvě atmosféry (troposféře) vytvořit mrak, který na určitou dobu zastíní a ochladí oblast pod sebou. Nejmenší částice prachu však pronikají do stratosféry a jsou schopny urazit velmi velké vzdálenosti. Tyto malé částice jsou tak lehké, že mohou ve stratosféře setrvat celé měsíce, blokovat sluneční světlo a způsobovat ochlazení. Mraky sopečného popela se mohou šířit na velkých plochách, měnit denní světlo v tmu a výrazně snižovat viditelnost, často jsou doprovázené hromy a blesky.

Po uvolnění do atmosféry se sirné emise přemění na sulfátové aerosoly, které mohou v atmosféře vydržet několik měsíců až jeden rok. Tyto aerosoly mají schopnost odrážet sluneční záření, čímž snižují jeho množství dopadajícího na zemský povrch, ovlivňují tvorbu ozonu a snižují průměrnou globální teplotu na zemském povrchu. V průběhu minulého století způsobily sopečné erupce pokles průměrné teploty na zemském povrchu až o 0,5 °C po dobu 1-3 let.

Pokud vulkanické plyny, jako je oxid siřičitý, mohou způsobit globální ochlazení, oxid uhličitý, skleníkový plyn, má potenciál podporovat globální oteplování. To vedlo k globálnímu oteplování v dávných obdobích historie Země, kdy sopky vypouštěly velké množství skleníkových plynů.

Čtěte také: Životní prostředí v Česku a lidská činnost

Příklady vlivu sopečných erupcí na klima

V extrémních případech mohou sopečné mraky způsobit „sopečné zimy“. Příkladem je erupce sopky Mount Tambora v Indonésii v roce 1815, která byla největší erupcí v historii měření. Tehdy průměrná globální teplota klesla až o 3 °C, což po dobu tří let způsobilo extrémní povětrnostní podmínky po celém světě. V důsledku sopečného popela uvolněného při erupci sopky Tambora zažily Severní Amerika a Evropa v následujícím roce 1816 „rok bez léta“, který byl poznamenán špatnými úrodami, hladomorem a nemocemi. Nedávný výbuch Etny podle vulkanologa Aleše Špičáka počasí tímto způsobem nemůže ovlivnit.

Dobrým příkladem je erupce sopky Mount Pinatubo 15. června 1991, jedna z největších erupcí 20. století. Do stratosféry vyvrhla oblak sírového dioxidu známý jako Pinatubský oblak, největší oblak tohoto druhu, jaký byl od začátku satelitních pozorování ve stratosféře zaznamenán. V důsledku toho měla erupce významný dopad na klima a ochladila povrch Země na tři roky po erupci.

Vliv erupce Hunga Tonga-Hunga Haʻapai na klima

Erupce vulkánu HT, což je podmořská sopka v Tichém oceánu, sice neměla tak tragické dopady, ale projevila se jinak. Do stratosféry, tedy vrstvy atmosféry nacházející se ve výškách mezi zhruba 15 a 50 kilometry, tehdy proniklo obrovské množství vodní páry, které daleko překonalo všechny známé předchozí rekordy, a taky malé množství oxidu siřičitého (SO2). Slovy čísel šlo o 140 a 150 milionů tun vodní páry a asi 0,4 milionu tun SO2. Okamžité i následné působení sírových aerosolů (vzniklých z SO2) a zejména zmíněné vodní páry vedly k významným odchylkám a narušení atmosférické cirkulace, a došlo i ke změně složení a teploty atmosféry.

V případě erupce HT ale kvůli nižším emisím SO2 takové oteplení nenastalo. Místo toho vedla erupce vlivem poměrně složitých chemicko-dynamických procesů, na kterých se podílelo už zmíněné enormní množství vodní páry, k významným anomáliím koncentrací ozónu a teploty ve stratosféře, což následně ovlivnilo atmosférickou cirkulaci, zejména na jižní polokouli.

Během zimy z roku 2022 na rok 2023, která následovala po výrazné erupci HT, se objevily dvě výrazné epizody stratosférického oteplení, první v polovině ledna, druhá v polovině března. Obě tyto události se posléze projevily i výraznými vpády arktického vzduchu jak v Severní Americe, tak také v Evropě a Asii. V Česku se výrazněji projevila až druhá epizoda stratosférického oteplení, a to především v podobě velmi studené první dubnové dekády. Republikové průměrné teploty tehdy byly až o sedm stupňů pod dlouhodobým průměrem.

Čtěte také: Pedagogická činnost na škole v přírodě

Srovnání sopečných emisí CO₂ s lidskou činností

Zatímco oxid siřičitý uvolněný při současných sopečných erupcích někdy způsobil znatelné ochlazení spodní atmosféry, oxid uhličitý uvolněný při sopečných erupcích nikdy nezpůsobil znatelné oteplení atmosféry. Studie a měření globálních emisí oxidu uhličitého ukazují, že sopky uvolňují méně než 1 % oxidu uhličitého, který je v současné době uvolňován lidskou činností. V roce 2010 byly lidské činnosti zodpovědné za přibližně 35 gigatun emisí CO2.

Velmi silné sopečné erupce však mohou do atmosféry vypustit značné množství CO2. Například erupce sopky Mount St. Helens v roce 1980 uvolnila přibližně 10 milionů tun CO2 za pouhých 9 hodin. Větší korporaci dnes stačí na takové množství pouze 2,5 hodiny. Zatímco velké výbušné erupce, jako je tato, jsou vzácné a globálně se vyskytují jednou za několik let, antropogenní emise jsou nepřetržité a každým rokem rostou. Takže o vlivu sopečné aktivity na oteplování se nedá hovořit.

Ačkoliv sopečné erupce přispívají ke zvýšení množství CO₂ v atmosféře, lidská činnost uvolňuje množství CO₂ odpovídající produkci oxidu uhličitého během erupce St. Helens (jedné z nejaktivnějších sopek severoamerického kontinentu) každé 2,5 hodiny. Během devět hodin trvající erupce filipínského vulkánu Pinatubo v roce 1991 se do atmosféry dostalo tolik CO₂, kolik ho lidská činnost vyprodukuje za půl dne. Aby filipínský vulkán „vyrovnal skóre“ musel by podle vědců vybuchovat zhruba 700× ročně.

Nejničivější erupce v dějinách mají na svědomí supervulkány jako Yellowstone nebo sumaterská Toba. Přesto se celkové roční emise CO₂ z lidské činnosti podobají jednomu nebo více supervýbuchům velikosti Yellowstonu každý rok.

Podle zprávy z roku 2011, která shrnuje výsledky pěti samostatných studií, vyprodukují sopky na celém světě v průměru 130 milionů až 440 milionů metrických tun CO₂ ročně. V roce 2010 byly antropogenní emise CO₂ (emise vznikající lidskou činností) odhadovány na neuvěřitelných 35 miliard metrických tun. V roce 2023 to bylo již 40 miliard tun, z toho téměř 37 miliard tun z fosilních paliv. Proti roku 2022 jde o nárůst o více než procento.

Čtěte také: Možnosti dobrovolnické práce pro životní prostředí v Praze

Tabulka: Srovnání emisí CO₂ ze sopek a lidské činnosti

Jak můžeme měřit účinky erupcí?

Vědci pečlivě sledují sopky, zejména ty, které se nacházejí v blízkosti obydlených oblastí. Sopky signalizují blížící se erupci. Mezi varovné signály patří malé zemětřesení, vyboulení boků sopky a zvýšené emise plynů. Žádný z těchto znaků nemusí nutně znamenat, že erupce je bezprostřední, ale mohou vědcům pomoci posoudit stav sopky, když se hromadí magma. Je však nemožné přesně určit, kdy nebo zda sopka vybuchne.

Dopad a sílu sopečných erupcí lze rekonstruovat pomocí historických dokumentů pokrývajících několik stovek let nebo pomocí přírodních archivů, jako jsou letokruhy stromů, ledová jádra či mořské a jezerní sedimenty. Podrobnou chemickou analýzou ledového jádra dlouhého 3 400 metrů odebraného z Antarktidy byla sestavena historie velkých sopečných erupcí za posledních 11 000 let. Byly nalezeny stopy 426 sopečných erupcí, které se odehrály jak na severní, tak na jižní polokouli. Dle analýz předcházely mimořádně chladným létům v Evropě (a dalších regionech) v letech 1816, 1601, 1453, 1109, 574 a 541 právě velké sopečné erupce.

Historie nejničivějších erupcí v Evropě

Mezi nejničivější sopečné erupce v Evropě s devastujícími důsledky pro společnost a životní prostředí patří erupce sopky Etna, která má jeden z nejdelších záznamů sopečné činnosti na světě. I dnes zůstává jednou z nejaktivnějších sopek. Historické záznamy o činnosti sopky Etna sahají až do roku 1500 př. n. l. Erupce v roce 1169 si vyžádala 15 000 životů; o pět století později až 20 000 životů.

Vesuv, stratovulkán charakteristický výbušnými erupcemi, který se nachází východně od města Neapol v Itálii, je známý především díky erupci v roce 79 n. l., která pokryla popelem a kamením římská města Pompeje a Herculaneum a usmrtila přibližně 16 000 lidí. V současné době patří Vesuv mezi nejnebezpečnější sopky na světě, protože v jeho blízkosti žije přibližně 3 miliony lidí.

14. dubna 2010 vybuchl islandský vulkán Eyjafjallajökull podruhé za dva měsíce po 200 letech spánku. Erupce způsobila sloup popela, který se dostal do stratosféry, a oblak, který byl větrem odnesen do severní a západní Evropy. V Evropě jsou tedy nejaktivnějšími vulkány Etna, Stromboli, Reykjanes na Islandu, často se také mluví o "supervulkánu" Campi Flegrei.

V budoucnu můžeme očekávat sopečné erupce v oblastech, kde jsou sopky aktivní, ale i v oblastech, kde jsou neaktivní. Stratovulkány jsou považovány za nejnebezpečnější, protože jejich erupce mohou nastat bez varování, jsou výbušné a uvolňují obrovské množství materiálu, včetně pyroklastických proudů (rychlé proudy horkých plynů a vulkanického materiálu). Existují různé náznaky ukazující na zvýšenou sopečnou činnost, jako je zvýšená frekvence zemětřesení, emise par a plynů nebo tvorba nových otvorů v zemské kůře.

Můžeme ovlivňovat činnost sopek?

Žijeme ve světě, který se pomalu ohřívá. Můžeme za to my, lidé, kteří svou činností způsobují nárůst skleníkových plynů v atmosféře Země. Zesilující skleníkový jev pak způsobuje globální změnu klimatu, která se v různých částech světa projevuje všelijak. Třeba tím, že kvůli vyšším teplotám tají ve velkém ledovce. Když totiž kvůli námi roztáčené globální změně klimatu tají na Islandu, v Andách nebo třeba v Antarktidě ledovce, zmenšuje se jejich hmotnost. A čím jsou lehčí, tím méně tlačí na kamenité podloží tvořící zemskou kůru. Tento pokles tlaku má překvapivé důsledky. Děje se ale ještě něco. Na magma pod povrchem najednou netlačí taková váha, takže je pro magma se sopečnými plyny snazší dostat se k povrchu. Ohříváním planety tak člověk způsobuje, že v některých částech světa by za stovky až tisíce let mohla být sopečná činnost častější a silnější.

Hollywoodské filmy a sci-fi v nás zanechaly dojem, že jsme všemocní tvorové schopní se Zemí dělat cokoliv, co si zamaneme. Někdy je to přitom úsměvné. Jenže jindy je člověk na pochybách, jestli by to doopravdy nešlo. Schválně. Kdo z vás někdy přemýšlel, jestli je možné zabetonovat vrcholek sopky a tím zabránit explozi? Vždy mi přijde, že když se někdo na vliv člověka na sopky ptá, chce přesně tohle slyšet - že s pomocí technologie dokážeme nebezpečné sopky zkrotit. Jenže pravda je, že nedokážeme soptění zabránit a ani sílu erupce zmírnit. Sopky jsou mnohem mocnější než naše inženýrské schopnosti. Přesto ale dokážeme sopečnou činnost ovlivňovat.

tags: #sopecna #cinnost #vliv #na #zmenu #klimatu

Oblíbené příspěvky:

• Ochrana přírody v České republice
• Semináře o podnikové ekologii
• Význam a Kontext Zrcadla Přírody
• Brána do Českého lesa
• Program Ekologické školy Litvínov