Sopka

Výbuch sopky Saint Helens (USA), 1980

Sopka alebo vulkán je geomorfologický útvar vytvorený magmou vystupujúcou na zemský povrch (kde sa nazýva láva), prípadne pod vodou alebo ľadom. Na Zemi sa sopky vyskytujú pozdĺž hraníc tektonických platní a v takzvaných horúcich škvrnách. Názov vulkán je odvodený od názvu sopky Vulcano v Tyrrhenskom mori, prenesene od rímskeho boha Vulkána. Veda, skúmajúca sopečnú činnosť, sa nazýva vulkanológia.

Iné formy sú bahnové sopky (tieto, až na pár výnimiek nesúvisia so sopečnou činnosťou) a ľadové sopky (vyskytujú sa na niektorých mesiacoch slnečnej sústavy – Europa, Enceladus, Triton, Titan).

Príčiny a výskyt sopečnej činnosti

Schéma stratovulkánu: 1. magmatický kozub, 2. pôvodná geologická stavba, 3. prívodný komín, 4. základňa sopky, 5. sill, 6. žila, 7. popolové vrstvy, 8. úbočie sopky, 9. lávové vrstvy, 10. hrdlo, 11. parazitický kráter, 12. lávový prúd, 13. ústie, 14. sopečný kráter, 15. popolový mrak

Roztavená hornina sa nazýva magma. Tvoria ju spravidla viaceré zložky, ktoré majú plynné, kvapalné aj pevné skupenstvo. Magma, ktorá vystúpi na povrch, sa označuje láva. Tak ako väčšina procesov vnútri Zeme, aj dynamika magmy je zle preskúmateľná priamymi pozorovaniami. Napriek tomu je však známe, že erupcia môže nasledovať po prechode magmy cez kôru pod sopku, kde vypĺňa miesto, zvané magmatický kozub.

Vznik magmy súvisí so stavbou Zeme, hlavne s plášťom a zemskou kôrou, ktorá leží nad ním. Zemský plášť by mal mať zloženie zodpovedajúce z 3/4 hornine, ktorá sa volá peridotit, a z 1/4 bazaltu. Plášť je väčšinou v tuhom skupenstve a magma sa v ňom tvorí len zriedka, ak dôjde k jeho nahriatiu, ktoré presiahne teplotu tavenia minerálov v jeho horninách. Termálne prúdy poháňajúce tektonické platne môžu spôsobiť takéto nahriatie plášťa, ktoré potom spôsobí preteplenie oblasti v nadložnej zemskej kôre. Miesto preteplenia plášťa sa nazýva plášťová anomália. Magma (tavenina), ktorá pri takomto preteplení vzniká, je ľahšia ako okolité horniny a má preto tendenciu prenikať smerom nahor. Nezriedka sa pri prechode kôrou výrazne pozmení v dôsledku vzájomného pôsobenia s horninami, cez ktoré preniká. Magmatický kozub, ktorý je zásobníkom magmy, môže mať rôznu pozíciu v závislosti od toho, či sa nachádza v kôre kontinentov alebo oceánov. V kontinentálnej litosfére, ktorá je hrubšia, ale ľahšia, zvyknú vznikať magmatické kozuby v hĺbke okolo 20 – 30 km V oceánskej litosfére, ktorá je ťažšia, ale tenšia, sa umiestňujú v hĺbke 60 – 80 km. Keď sa magma prenikajúca z plášťa zastaví v magmatickom kozube, dochádza v oblasti spodnej kôry k takzvanému podstlaniu (angl. underplating). Horúca magma bazaltového zloženia, pochádzajúca z plášťa, natavuje nadložné kôrové horniny, dochádza k frakčnej kryštalizácii za vzniku redšej taveniny, ktorá sa zastaví asi 7-8 km hlboko. Aj v tejto oblasti sa magma ďalej diferencuje.

Výstup magmy z kozuba na povrch môže byť pokojný – efuzívny, alebo môže mať explozívny charakter (ak dôjde k rýchlemu poklesu teploty, z magmy sa rýchlo uvoľnia rozpustené plyny, čo vyvolá obrovský tlak, prípadne je tento tlak spôsobený premenou vody z okolia výstupu na vodnú paru). Produktmi efuzívnej erupcie sú hlavne lávové prúdy, pri explozívnej sa pridávajú rôzne vulkanoklasty (sopečný popol, pemza, sopečne bomby).

Pravdepodobne najznámejším sopečným útvarom je kráter. Je to približne kruhový útvar, v strede ktorého ústi sopečný komín. Môže nadobúdať veľké rozmery, ak sa dôsledkom silnej erupcie prepadnú jeho steny, tak sa nazýva kaldera. Z krátera je magma vyvrhovaná do okolia. Kráter je obvykle umiestnený na vrchole sopky, sopka má často tvar kužeľovej hory.

Ak je sopka príliš vysoká, niekedy sa tvoria parazitické (bočné) krátery na úbočiach. Ďalšie sopečné útvary sa dajú objaviť po erodovaní vrchných vrstiev sopky – rôzne lávové žily (nazývané dajky, alebo neky), dómy, jaskyne vytvorené sopečnými kanálmi, a mnoho iných.

Tektonické prostredia

Sopky sa môžu vyskytovať vo všetkých bežných tektonických prostrediach. Podstatná časť vulkanizmu je však viazaná na stredooceánske chrbty a ostrovné oblúky.

Typy sopečnej činnosti na povrchu Zeme

Divergentné okraje platní

Na hraniciach dvoch rozchádzajúcich sa platní sa vulkanizmus vyskytuje najčastejšie (asi 75% objemu všetkých vulkanitov). Horniny, ktoré vznikli týmto spôsobom, tvoria asi 2/3 zemského povrchu. Ak sa vzďaľujú dve oceánske platne, väčšinou sa to odohráva pod hladinou oceánov na stredooceánskych chrbtoch. Na hranici rozchádzajúcich sa platní magma ľahko preniká cez oslabenú kôru a na povrch sa dostáva systémom zlomov v stredooceánskom chrbte. Výstup magmy tu prebieha z veľkých hĺbok (až z hranice plášťa), magmy, ktoré tu vznikajú, však majú pomerne jednotvárne bazaltové zloženie. (Nazývajú sa primitívne a označujú sa skratkou MORB – Mid-Ocean Ridge Basalt). Keďže vulkanizmus na divergentných okrajoch oceánskych platní je väčšinou podmorský, na povrchu ho možno pozorovať iba veľmi zriedkavo, napr. na ostrove Tristan da Cunha alebo Islande. Bežným sprievodným prejavom sopečnej aktivity v tomto prostredí je vysoká hydrotermálna aktivita, ktorej typickým predstaviteľom sú čierni fajčiari.

Konvergentné okraje platní

Pri strete dvoch platní je sopečná činnosť tiež veľmi častá. Pri poklese (subdukcii) oceánskej platne pod inú platňu (s oceánskou, alebo kontinentálnou kôrou) dochádza približne v hĺbke 100 km k jej zahrievaniu a následnej dehydratácii. Uniknutá voda v podobe pary prestupuje okolitým plášťom, ktorý má iné zloženie ako oceánska kôra. Vysoký tlak a teplota vodnej pary zapríčiňuje parciálne tavenie okolitých hornín. Magmy tohto typu sa nazývajú vápenato-alkalické (podľa ich zloženia), majú vysokú viskozitu, obsahujú veľa rozpustených plynov a ich erupcie sú často veľmi explozívne. Môžu mať rôzne zloženie, od bazaltov cez andezity, dacity až po ryolity. Pre konvergenciu dvoch platní sú typické vulkanické ostrovné oblúky. Napriek tomu, že sopky ostrovných oblúkov sú na Zemi najbežnejšie, vytvárajú len okolo 10 – 20 % celkovej sopečnej aktivity. Medzi známe sopky konvergentných okrajov patrí Farallon de Pajaros v Severných Mariánach. Dnes už nečinnými sopkami tohto typu boli aj sopky slovenského Vihorlatu a Slanských vrchov.

Vnútroplatňový vulkanizmus

Vnútroplatňový vulkanizmus zahŕňa rôzne typy vulkanizmu, ktorý sa nevzťahuje k pohybom na okrajoch platní popísaných vyššie. Patrí sem vulkanizmus horúcich škvŕn a riftových zón.

Svetové rozšírenie najväčších horúcich škvŕn.

Princípom a príčinou vulkanizmu horúcich škvŕn je vo výstup horúcich magmových diapírov priamo z plášťa cez zemskú kôru. Plášťové diapíry sú zdrojom taveniny, ktorá podstieľa litosféru, nemožno si ich však predstavovať ako jednoduché bodové zdroje tepla. Parciálne tavenie v diapíroch vo vrchnom plášti má za následok vznik veľkých objemov magmy obyčajne bazaltového zloženia. Horúce škvrny sú tiež zrejme dôležitým činiteľom pri rozpadoch superkontinentov. Klasickým príkladom sú Havajské ostrovy, ktoré boli vytvorené horúcou škvrnou pod Tichým oceánom podobne ako Galapágy. Ďalší dobrý príklad je Yellowstone. Island ako produkt takéhoto vulkanizmu je trochu zložitejší príklad, pretože tu sa nachádza kombinácia horúcej škvrny a divergentného okraja, tým pádom je chemické a minerálne zloženie magiem odlišné. Medzi vnútroplatňové vulkanity možno radiť i rozsiahle erupcie platóbazltov, ktorých spôsob vzniku je zrejme príbuzný vulkanitom viazaným na horúce škvrny. Známe sú z Jávy alebo Dekanskej plošiny.

Počiatočné štádium rozpadu kontinentov je tiež sprevádzané vulkanizmom, ktorý je viazaný na riftové zóny. Magma z plášťa tu musí prechádzať hrubou kontinentálnou kôrou pri čom sa mení jej primitívne zloženie. Vulkanity riftových zón majú väčšinou alkalický charakter. Nachádzajú sa tu nielen primitívne bazaltové lávy (bazalty, bazaltické andezity), trachyty ale aj prechodné a kyslé magmy (ryolity). Niektoré majú veľmi netradičné zloženie napr. karbonatity. Veľké odlišnosti v zložení láv sú zapríčinené prítomnosťou kontinentálnej kôry, čo spôsobuje modifikáciu primitívnych magiem. Typickým príkladom vulkanizmu riftových zón sú sopky v okolí Východoafrickej priekopovej prepadliny.

Klasifikácia a formy sopiek

Sopky (alebo sopečná činnosť) sa rozdeľujú podľa viacerých faktorov:

• podľa eruptovaného materiálu
• podľa priebehu erupcií
• podľa tvaru
• podľa aktivity

Eruptovaný materiál

Rozdelenie erupcií na základe typu materiálu je jedno z najčastejších rozdelení. Ak magma obsahuje veľa (>65 %) oxidu kremičitého, nazýva sa felzická. Felzické lávy sú veľmi viskózne a eruptujú v podobe dómov, alebo krátkych lávových prúdov, najčastejším tvarom sopky je stratovulkán. Tento typ vulkanizmu je veľmi explozívny, nakoľko viskózna magma v sebe zadržiava veľký obsah fluíd (plynov). Častý je aj výskyt pyroklastických prúdov, obsahujúcich rozžeravené častice (až 800 °C) a plyny. Tieto prúdy sa pohybujú veľkou rýchlosťou po svahu sopky a ničia všetko, čo im stojí v ceste. Dobrým príkladom je sopka Pelée v Karibiku, alebo Pinatubo na Filipínach.

Na druhej strane, opačný prípad sú erupcie magiem, obsahujúcich malé množstvá SiO₂ (<45 %), nazývané aj mafické. Magma tohto typu obsahuje málo rozpustených plynov a jej viskozita je oveľa menšia. Lávy tvorené z mafickej magmy majú tendenciu tiecť dosť rýchlo a sú vyvrhované bez extrémnych výbuchov. Sopky s takýmto typom magmy sa nazývajú štítové, klasický vzor sú havajské sopky Mauna Loa a Kilauea.

Morfologické typy sopečných erupcií

Podľa objemu, správania eruptujúcej lávy a vonkajších prejavov erupcie rozlišujeme nasledujúce typy:

• havajská (pokojná erupcia tekutej lávy)
• vulkánska (vyvrhovanie kusov pevnej lávy – lávových balvanov a tvorba popolového mraku tvaru karfiolu)
• strombolská (pravidelné chrlenie žeravej hmoty z krátera)
• pélejská (prúdy rozžeravených častíc, pohybujúcich sa dolu svahom sopky)
• plínijská (explozívna erupcia s obrovským pracho-popolovým mrakom)

Formy a stavba sopiek

Štítová sopka Hekla na Islande.

Centrálne erupcie

Kaldery vulkanického komplexu Uzon na Kamčatke.

Stratovulkán Concepción v Nikarague.

• Štítový vulkán: Sopky produkujúce veľké množstvá rýchlo tečúcich láv s nízkou viskozitou budujú hory tvaru štítu, často s viacerými kalderami rôzneho veku. Tvoria ich väčšinou mafické horniny ako sú bazalty alebo trachyty. Takéto sopky majú širokú základňu a nízky uhol náklonu úbočia. Lávové prúdy dosahujú značnú dĺžku. Jeden z najdlhších lávových prúdov – 120 km v priemere vyprodukovala sopka Mauna Loa na Havaji. Havajské ostrovy sú veľmi názorným príkladom štítových vulkánov. Mauna Loa je vôbec najväčšia sopka na Zemi, s celkovým objemom 74 000 km³. Štítový vulkán je aj Olympus Mons, najvyššia hora v slnečnej sústave. Menšie verzie štítových vulkánov sú lávové kužele alebo lávové kopy.
• Troskové a lávové kužele: Troskovými (alebo pyroklastickými) kužeľmi sa označujú menšie (40 – 400 m vysoké) sopky nadobúdajúce tvar kužeľa, ktoré sú tvorené explozívnymi erupciami trosiek a pyroklastík. Ich výška je oproti iným formám malá, obvykle sa stávajú neaktívnymi po krátkej dobe. Niekedy eruptujú len raz. Lávové kužele sú tvorené prevažne bazaltovou, veľmi mobilnou lávou, ktorá sa rýchlo rozteká po okolí. V rámci lávových kužeľov sú rozoznávané dva typy. Islandský typ, ktoré sú spravidla len niekoľko stoviek metrov vysoké, zatiaľ čo kužele havajského typu môžu mať priemer až 400 km a dosahovať výšku 9 000 m odo dna mora.
• Stratovulkány: Nazývajú sa aj kompozitné alebo vrstevnaté vulkány sú vysoké vrchy (napr. Andské sopky patria medzi najvyššie na Zemi), ich stavba je tvorená striedaním sa vrstiev pyroklastík a lávových prúdov. Častým typom sú explozívne erupcie, nakoľko magma je viskóznejšia, čo vlastne tiež zodpovedá ich tvaru, láva nemá tendenciu roztekať sa doďaleka ako pri štítových sopkách a stuhne už na svahu. Stratovulkánmi je tvorený sopečný pás okolo celého Pacifiku, ktorý sa nazýva aj Ohnivý kruh. Dobrým príkladom takéhoto typu sopiek je Fudžisan v Japonsku. V súčasnosti už neaktívne sopky, ktoré sa na území Slovenska a okolitých krajín vytvárali v priebehu neogénu, tiež vulkanológovia považujú za stratovulkány.
• Supervulkán: Termínom supervulkán sa zvyknú označovať obrovské sopky, ktorých erupcie boli zničujúce, často mali dopad na celý kontinent (spôsobili aj klimatické zmeny na celej Zemi). Ako supervulkán sa označuje kaldera už neaktívnej sopky v Yellowstonskom národnom parku, prípadne sopka Krakatoa v Indonézii.
• Podmorské vulkány: Podmorský vulkanizmus je hlavný fenomén stredooceánskych chrbtov. Väčšina erupcií je nepozorovateľná na hladine, dajú sa detegovať hydrofónmi. Častá forma sú príkre stĺpy, len ojedinele sa tvoria sopečné ostrovy. Charakteristický tvar lávových prúdov sú tzv. pillow (poduškové) lávy.
• Subglaciálne vulkány: Subglaciálne sopky sú sopečné formy, ktoré eruptujú pod ľadovou pokrývkou. Vyskytujú sa v Antarktíde a na Islande, z minulosti sú známe aj z Kanady. Charakteristické pre ne je zarovnaný vrchol a terasovité svahy. Topiaci sa sneh a ľad rýchlo ochladzujú lávu, preto sú výsledné štruktúry lávových prúdov podobné štruktúram podmorských vulkánov. Pre svoj tvar sa niekedy nazývajú aj tabuľové hory, v Britskej Kolumbii je zaužívaný lokálny názov tuya.
• Vulkanické dómy a ihly: Menej pohyblivé, kyslé lávy niekedy vytvárajú kumulodómy, či tholoidy, telesá rôznej veľkosti väčšinou sa nachádzajúce priamo vo vulkanickom kráteri. Niekedy môžu byť vytlačené expandujúcou lávou, vulkanickými plynmi a vodnými parami, do rôznych výšok nad samotný kráter. Tieto formy môžu vznikať aj pomerne rýchlym vytlačením z krátera, rýchlosťou i niekoľko desiatok metrov za deň. Podobným spôsobom vznikajú aj vulkanické ihly, obvykle bizarných tvarov. Všetky tieto telesá sú pokračujúcou aktivitou sopky obvykle zničené.
• Kaldery: Výbuchom, alebo prepadnutím sopečného kužeľa, v dôsledku vyprázdnenia magmatickej komory, vznikajú kotlovité priehlbiny často značných rozmerov, označované ako kaldery. Sú známe z prejavov suchozemskej ako i podmorskej sopečnej činnosti. Kaldery sú typickou súčasťou zrelých vulkanických kužeľov. Kolapsové kaldery svojimi rozmermi prevyšujú rozlohu predošlých kráterov, ich vznik je veľmi deštruktívny a patrí medzi najzničujúcejšie fenomény na zemskom povrchu. Okrem kolapsových kalder, sú známe aj explozívne a erózne kaldery.
• Maary: Zvláštnym druhom kráterov zaplavených vodou sú maary. Väčšinou sa nachádzajú v skupinách, 2 a viac pohromade. V dôsledku prítomnosti vody majú pomerne explozívne erupcie sprevádzané silnými výronmi pár.

Lineárne erupcie

Druhým typom vulkanických erupcií sú tie, ktoré prenikajú na povrch pozdĺž plôch puklín a zlomov. Tento typ erupcí sa predpokladá v kontinentálnej ako i oceánskej kôre. Na kontinentoch k nemu prináležia rozsiahle výlevy platóbazaltov, tiež známe ako trapy. Tieto výlevy dosahujú rozlohu tisícov kilometrov štvorcových a hrúbky tisíce metrov.

Významným prejavom vulkanizmu vo všeobecnosti sú erupcie riftových zón a osových častí stredooceánskych chrbtov. Riftový systém dnešných oceánov má dĺžku okolo 70 000 km. V dôsledku vzďaľovania oceánskych platní na stredooceánskych chrbtoch do priestoru medzi nimi neustále vniká nová magma, tvorená najmä bazaltami (tzv. N-MORB).

Areálne erupcie

Ak sopečná aktivita preukázateľne nie je sústredená dlhšiu dobu na jednom mieste ale postupne mení polohu, označuje sa ako areálna. Aktivita sopiek, ktoré sú súčasťou areálneho vulkanizmu je prevažne krátkodobá. Niekedy sú vulkány tohto typu rozmiestnené v jednej línii, no môžu sa nachádzať i v nepravidelných skupinách, ktoré majú spoločný pôvod.

Aktivita

Medzi vulkanológmi neexistuje všeobecný konsenzus na definovanie toho, či je sopka aktívna. Problém je v tom, že čas medzi jednotlivými erupciami nie je pravidelný.

Vedci pokladajú sopku za aktívnu, ak počas nedávnej histórie aspoň raz eruptovala (čo nie je jednoznačné, pretože rozličné inštitúcie daný čas definujú rôzne – od 200 až po 10 000 rokov). Takisto sa za aktívnu označuje sopka s práve prebiehajúcou erupciou alebo so zvýšenou aktivitou (únikom) plynov z krátera, príp. s výskytom častých zemetrasení.

Ako spiaca sa označuje sopka, ktorá bola síce aktívna, ale momentálne žiadne známky aktivity nejaví.

Vyhasnutá, alebo neaktívna je taká sopka, pri ktorej sa vedci zhodli, že už nikdy nebude eruptovať (t. j. nejaví žiadne známky aktivity spomínané vyššie).

Toto rozdelenie niekedy prináša kuriózne situácie. Napríklad už spomínaná sopka v Yellowstone naposledy eruptovala pred viac ako 10 000 rokmi, ale keďže v danej oblasti sú ešte stále aktívne zemetrasenia a hydrotermálna činnosť, tak by sa mala považovať za aktívnu (spiacu). Prípadne vrch Puy de Dôme vo Francúzskom stredohorí, aj keď posledná erupcia prebehla v roku 5760 pred Kr. by tiež mala byť stále považovaná za aktívnu.

Svet už zažil viacero tragédií, keď boli zničené mestá pri výbuchu sopky považovanej za vyhasnutú. Najstaršia je azda tragédia, ktorá sa odohrala v antických Pompejách, kde výbuch Vezuvu, do vtedy považovaného za neaktívnu sopku, zničil mesto Pompeje, ako aj ďalšie mestá v okolí.

Prejavy a produkty sopečnej činnosti

Sopečná bomba.

Neutuhnutá láva sopky Kilauea.

Laháry z erupcie sopky Santa María v Guatemale.

Popolový spád pri výbuchu sopky Pinatubo na Filipínach, 1991.

Sopečná činnosť môže nadobúdať rozličné formy:

• efuzívne erupcie (bazaltové magmy)
• explozívne erupcie vysokoviskóznej magmy (ryolitové magmy)
• freatické erupcie (explozívne erupcie s veľkým obsahom vodných pár)
• pyroklastické prúdy
• laháry
• emisie plynov (CO₂, SO₂ a iné)

Vyvrhovanie magmy z krátera a emisie plynov sú dobre pozorovateľné fenomény sopečnej činnosti.

Prvá z nich, vyvrhovanie magmy, môže byť pokojná, vtedy hovoríme o efuzívnej erupcii. Takto vyvrhovaná magma má nízku viskozitu a nízky obsah rozpustených plynov. Spravidla sú to erupcie bazaltov (Havajské ostrovy, Island). Opakom je explozívna erupcia – vtedy vyvrhovanie sprevádza vyletovanie väčších (hovoríme im aj sopečné bomby), alebo menších (pyroklasty) úlomkov žeravej lávy z krátera. Nastáva, ak je vplyvom vysokých teplôt a tlakov vnútri Zeme v magme vysoký obsah rozpustených plynov. Pri výstupe zo sopečného komína dochádza k zníženiu tlaku, čo vyvolá mechanizmus podobný otvoreniu sódovkovej fľaše, rozpustené plyny sa rýchlo uvoľnia a spôsobia explóziu. Takýto typ erupcie sa vyskytuje v aktívnych (konvergentných) okrajoch tektonických platní.

K explozívnym erupciám zaraďujeme aj freatické erupcie. Nastávajú, ak magma pri svojom výstupe narazí na väčší objem vody (povrchovej, alebo podzemnej). Vplyvom vysokých teplôt sa voda okamžite mení na paru a spôsobí explóziu vodných pár, prachu, skál a vulkanických bômb.

Sopečná erupcia sa prejavuje aj emisiou obrovského množstva plynov do ovzdušia. Ich zloženie je rôzne, líši sa od jedného vulkánu k druhému. Najväčší výskyt majú vodné pary, potom oxid uhličitý (CO₂) a oxid siričitý (SO₂). Ďalšími sopečnými plynmi sú sulfán (H₂S), chlorovodík (HCl) a fluorovodík (HF).

Veľké, explozívne erupcie vyvrhujú spomínané plyny spolu so sopečným prachom až do stratosféry (~20 km nad povrch Zeme), čo ovplyvňuje počasie na Zemi: oxid siričitý sa mení na aerosól kyseliny sírovej (H₂SO₄) a ten zvyšuje albedo Zeme. HCl a HF sa rozpúšťajú vo vode a padajú naspäť na Zem v podobe kyslých dažďov. Vulkanickou aktivitou sa do ovzdušia uvoľňuje ročne 145 – 230 miliónov ton oxidu uhličitého.

Pyroklasitcké prúdy sú fluidizované zmesi žeravého prachu, plynov a popola (teplota až 800 °C), ktoré sa obrovskou rýchlosťou (150 km/hod⁻¹) rútia dolu úbočím stratovulkánov do značnej diaľky a ničia všetko čo im príde do cesty. Im podobné sú laháry (termín pochádzajúci z Indonézie): ide však o bahnové zmesi vody z topiacej sa snehovej čiapočky na vrchole vulkánu a prachovo-popolových usadenín na svahoch. Tieto tiež stekajú po svahoch veľkou rýchlosťou do značných diaľok (aj 50 km).

Pyroklastické prúdy a laháry sú vďaka svojej kinetickej energii veľmi nebezpečné (niekedy viac ako samotná láva – sú totiž omnoho mobilnejšie): žeravý prúd pyroklastík pri výbuchu sopky Pelée v roku 1902 zabil asi 30 000 ľudí na v meste Saint-Pierre na Martiniku, lahárový prúd zo sopky Nevado del Ruiz v Kolumbii zasa pochoval pod osemmetrovou vrstvou popola a bahna mesto Armero spolu s 25 000 obeťami.

So sopečnou činnosťou majú súvislosť aj iné fenomény: zemetrasenia, fumaroly, gejzíry a horúce pramene.

Predpovedanie sopečných erupcií

V súčasnosti vedci nedokážu presne predpovedať, kedy niektorá sopka vybuchne, aj keď indície o možnej erupcii nie je ťažké získať (ide skôr o predpoveď, kedy presne nastane erupcia). Na to sa využívajú nasledovné indície:

Seizmická aktivita

Záchvevy pôdy nastávajú vždy, keď sa sopka prebúdza k životu. Niektoré vulkány majú permanentne slabú seizmickú aktivitu, ale jej zvýšenie je signál začiatku erupcie. Seizmická aktivita sopiek má tri hlavné formy: krátkotrvajúce otrasy, dlhotrvajúce otrasy a harmonické záchvevy.

• Krátkotrvajúce otrasy sú podobné normálnym zemetraseniam na zlomoch. Súvisia s poruchami v horninách, keď sa magma pretláča na povrch. Sú signálom, že magma je v blízkosti povrchu.
• Dlhotrvajúce otrasy indikujú zvýšenie tlaku plynov. Tieto oscilácie sú podobné vibráciám zvuku v miestnosti.
• Harmonické záchvevy spôsobuje tlak magmy na okolité pevné horniny. Toto sa môže prejaviť ako „hukot“, alebo „bzučanie“, čo cítia aj zvieratá a ľudia.

Zákonitosť seizmických aktivít je dosť komplexná, ale vo všeobecnosti platí princíp, že zvyšovanie seizmickej aktivity vedie k blízkej erupcii, najmä ak pred tým bolo obdobie pokoja.

Sírové fumaroly – White Island, Nový Zéland

Zvýšená emisia plynov

Ako magma stúpa k povrchu, klesá v nej tlak, čo spôsobí jej degazáciu. Celý proces sa podobá otvoreniu sódovkovej fľaše (únik CO₂). Zvýšenie emisií oxidu siričitého (SO₂), ako jedného z hlavných sopečných plynov, je jedným z hlavných oznamovateľov prísunu veľkého množstva magmy blízko k povrchu. V máji 1991 sa zvýšila emisia SO₂ zo sopky Pinatubo na Filipínach. O dva týždne neskôr (28. máj 1991) množstvo emitovaného oxidu siričitého narástlo až na 5 000 ton (10-krát viac ako predtým). 12. júna 1991 sopka vybuchla. Tesne pred výbuchom však množstvo emitovaného SO₂ pokleslo pod bežnú úroveň. Tento jav si vedci vysvetľujú tým, že tesne pred výbuchom sa plyny uzatvárajú v chladnúcej magme, čo len zvýši tlak a šance na explozívnu erupciu.

Deformácie povrchu

Zväčšovanie sa sopky signalizuje akumuláciu magmy pod povrchom. Vedci monitorujúci sopky často merajú zmenu náklonu úbočia sopky a tieto zmeny zaznamenávajú. Zmena náklonu (vydutie sa základne sopky) spolu so zvýšením emisií SO₂ a častejším výskytom otrasov v okolí sopky s veľkou pravdepodobnosťou naznačujú blízku erupciu. Niekedy sú deformácie ťažko pozorovateľné, ale stále sa používajú na predpovedanie erupcií.

Sopečná činnosť na území Slovenska

Kamenný vodopád v Cerovej vrchovine – bazaltové teleso pliocénneho veku so stĺpcovou odlučnosťou.

Podhradské skaly – andezitové horniny Vtáčnika.

Vulkanizmus na území Slovenska (ale nielen tam, ale aj v Maďarsku, Rumunsku a na Ukrajine) prebiehal v období treťohôr (neogén – pleistocén) až do štvrtohôr. Na Slovensku ním boli vytvorené viaceré pohoria, ktoré sa podľa lokality rozdeľujú na tri väčšie celky, pričom najväčšiu oblasť zaberajú stredoslovenské vulkanity (~5 000 km²):

• Vulkány južného Slovenska
  • Vulkanity Lučeneckej kotliny a Cerovej vrchoviny
• Stredoslovenské vulkány
  • Vulkanity Javoria
  • Vulkanity Kremnických vrchov
  • Stratovulkán Poľana
  • Vulkanity Štiavnických vrchov
  • Stratovulkán Vtáčnik
• Východoslovenské vulkány
  • Vulkanity Vihorlatských vrchov
  • Vulkanity Slanských vrchov
  • vulkanity Zemplínskych vrchov

Vulkanická aktivita sa začala pred 16,5 mil. rokmi a posledné aktivity boli datované pred 100 000 rokmi. Jej príčinou bolo podsunutie pravdepodobne oceánskej kôry flyšového pásma pod horniny Karpatského oblúka. Celý proces začal najskôr aktivitou andezitových vulkánov (predchádzala mu vulkanická aktivita v severnom Maďarsku) na juhu Slovenska (stratovulkány Lysec a Čelovce), ktorá sa rozvinula a vytvorila stratovulkány Vtáčnik, Javorie, Poľana, Štiavnický stratovulkán a vulkány Kremnických vrchov, niektoré s pomerne zložitou stavbou.

Pred 13 mil. rokmi sa vulkanická aktivita postupne menila na z andezitovej cez dacitovú na ryolitovú (tzv. jastrabská formácia) a v posledných fázach až bazaltovú. Posledné výskyty sú ojedinelé erupcie bazaltových sopiek (vrch Kalvária v Banskej Štiavnici) a úplne posledná je sopka Putikov vŕšok pri Novej Bani.

Na východnom Slovensku sa začala sopečná činnosť aktivizovať z geologického hľadiska o niečo neskôr (pred 14,5 mil. rokov). Vytvorila reťaz stratovulkánov v Slanských a Vihorlatských vrchoch. Tieto mali relatívne jednoduchšiu stavbu ako stredoslovenské. Táto aktivita prechádza celým karpatským oblúkom cez Ukrajinu až do Rumunska (tu sú datované posledné prejavy na 20 000 rokov pred Kr.).

Na južnom Slovensku prebiehala vulkanická aktivita omnoho neskôr (6,4 mil. – 2 mil. rokov). Jej prejavy boli slabšie, sopečné formy boli rôzne maary, lávové prúdy, diatrémy. Juhoslovenské lávy sú tvorené prevažne bazaltami.

Významné sopky

Sopky na Zemi

Mapa výskytu sopečnej činnosti na Zemi (červené čiary – divergentné okraje, červené bodky – výskyt sopečnej činnosti za posledný milión rokov).

Fumaroly na Etne – najvyššej činnej sopke v Európe.

• Arenal (Kostarika)
• Askja (Island)
• Baker (Washington – USA)
• Cerro Azul (Čile)
• Cerro Negro (Nikaragua)
• Colima (Mexiko)
• Cotopaxi (Ekvádor)
• Eifel (Nemecko)
• El Chichón (Mexiko)
• El Misti (Peru)
• Erebus (Antarktída)
• Irta’ale Isatä Gämora (Etiópia)
• Etna (Sicília – Taliansko)
• Fudžisan (Japonsko)
• Galeras (Kolumbia)
• Grímsvötn (Island)
• Hekla (Island)
• Hood (Oregon – USA)
• Kilauea (Havaj – USA)
• Kilimandžáro (Tanzánia)
• Kľučevská sopka (Kamčatka – Rusko)
• Krafla (Island)
• Krakatoa (Indonézia)
• Masaya (Nikaragua)
• Mauna Kea (Havaj – USA)
• Mauna Loa (Havaj – USA)
• Mayon (Filipíny)
• Merapi (Jáva – Indonézia)
• Nevado del Ruiz (Kolumbia)
• Novarupta (Aljaška – USA)
• Nyiragongo (Kongo (býv. Zair))
• Ol Doinyo Lengai (Tanzánia)
• Paricutín (Mexiko)
• Päktu-san (hranica medzi Čínou a Kórejskou ľudovodemokratickou republikou)
• Pico de Teide (Kanárske ostrovy – Španielsko)
• Pinatubo (Filipíny)
• Piton de la Fournaise (Réunion – Francúzsko)
• Popocatépetl (Mexiko)
• Rabaul (Nová Británia – Papua-Nová Guinea)
• Rainier (Washington – USA)
• Ruapehu (Nový Zéland)
• Saint Helens (Washington – USA)
• Shasta (Kalifornia – USA)
• Santorín (Grécko)
• Soufrière Hills (Montserrat – Karibské more)
• Stromboli (Taliansko)
• Tambora (Malé Sundy – Indonézia)
• Unzen (Kjúšu – Japonsko)
• Vezuv (Taliansko)
• Vulcano (Liparské ostrovy – Taliansko)
• White Island (Whakaari) (Nový Zéland)

Sopečná činnosť na iných objektoch slnečnej sústavy

Sopka Olympus Mons je najvyššia hora v slnečnej sústave

Na Mesiaci nie je doložená žiadna sopečná činnosť, ale našli sa pozostatky niektorých vulkanických foriem (maary, dómy).

Sopečná aktivita bola pozorovaná aj na iných planétach slnečnej sústavy. Povrch Venuše je z 90 % tvorený bazaltami, čo indikuje, že vulkanizmus hrá veľkú rolu pri tvarovaní jej povrchu. Aj keď to niektoré indície naznačujú, v súčasnosti nie je vulkanická aktivita na Venuši potvrdená.

Na povrchu Marsu bolo identifikovaných niekoľko vulkánov:

• Olympus Mons
• Pavonis Mons
• Arsia Mons
• Ascraeus Mons
• Hecates Mons

Tieto sopky sú vyhasnuté už milióny rokov, ale Európska sonda Mars Express našla dôkazy o sopečnej činnosti v nedávnej minulosti Marsu.

Najväčšiu vulkanickú aktivitu v Slnečnej sústave má Jupiterov mesiac Io. Celý je pokrytý sopkami s neutíchajúcimi erupciami kremitých hornín, oxidu siričitého a síry. Povrch Io sa neustále mení. Lávy na jeho povrchu majú najväčšiu teplotu v celej slnečnej sústave – dosahujú až 1 500 °C.

Najväčšia doteraz pozorovaná erupcia sa odohrala vo februári 1991 na inom mesiaci Jupitera – Europe. Tu má však sopečná aktivita inú podobu. Celá sa točí okolo vody – nazýva sa aj kryovulkanizmus. Tento proces je známy na viacerých mesiacoch vonkajších planét.

V roku 1989 Voyager 2 pozoroval ľadové sopky na Tritone – mesiaci Neptúnu. A v roku 1995 sonda Cassini-Huygens odfotografovala erupcie ľadu na Saturnovom mesiaci Enceladus. Vyvrhovaný materiál pozostáva z ľadu, tekutého dusíka, metánu a prachu. Sonda taktiež našla dôkaz o kryovulkanizme na ďalšom Saturnovom mesiaci – Titane, ktorého atmosféra pozostáva z metánu. Je predpoklad o výskyte kryovulkanizmu aj v Kuiperovom páse.

Pozri aj

Zoznamy

• Zoznam sopiek
• Typy sopečných erupcií

Zaujímavé lokality

• Ohnivý kruh

Vulkanické fenomény

• Sopečná činnosť
• Pyroklastické prúdy a laháry
• Magma
• Láva
• Tsunami

Referencie

Ďalšia použitá literatúra

• Beazley, Mitchel (1988) Anatómia Zeme. Mladé letá, Bratislava, SK, 129 s.
• Best, Myron (2002) Igneous and Metamorphic Petrology. Blackwell, UK, ISBN 0-86542-498-5, 832 s.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému sopka.

Externé odkazy

• volcanoes.usgs.gov – stránka USGS venovaná sopkám Spojených štátov (po anglicky)

Portál vied o Zemi Astronomický portál Portál slnečná sústava Geografický portál