Co způsobuje výbuch sopky a jak vědci předpovídají erupce?

Poznámka redakce (6/4/18):

Attila Kilinc, vedoucí katedry geologie na univerzitě v Cincinnati, nabízí tuto odpověď: „V neděli (3. června) došlo ke smrtící erupci guatemalské sopky Fuego, která pokryla okolní vesnice proudy rychle se pohybujícího popela. Profesor Kilinc se v poslední době zabývá studiem sopek na Havaji a Montserratu.

Když se část horního pláště nebo spodní části zemské kůry roztaví, vznikne magma. Sopka je v podstatě otvor nebo průduch, kterým se toto magma a v něm rozpuštěné plyny vypouštějí. Ačkoli existuje několik faktorů spouštějících sopečnou erupci, převažují tři: vztlak magmatu, tlak exsolventních plynů v magmatu a vstřikování nové dávky magmatu do již naplněné magmatické komory. Následuje stručný popis těchto procesů.

Při tání horniny uvnitř země zůstává její hmotnost stejná, zatímco její objem se zvětšuje – vzniká tavenina, která má menší hustotu než okolní hornina. Toto lehčí magma pak díky svému vztlaku stoupá k povrchu. Pokud je hustota magmatu mezi zónou jeho vzniku a povrchem menší než hustota okolních a nadložních hornin, dosáhne magma povrchu a vyvrhne se.

Magma tzv. andezitového a ryolitového složení obsahuje také rozpuštěné těkavé látky, jako je voda, oxid siřičitý a oxid uhličitý. Experimenty ukázaly, že množství rozpuštěného plynu v magmatu (jeho rozpustnost) je při atmosférickém tlaku nulové, ale s rostoucím tlakem stoupá.

Například v andezitovém magmatu nasyceném vodou, které se nachází šest kilometrů pod povrchem, tvoří voda asi 5 % jeho hmotnosti. Jak se toto magma pohybuje směrem k povrchu, rozpustnost vody v magmatu klesá, a tak se přebytečná voda odděluje od magmatu ve formě bublin. Jak se magma přibližuje k povrchu, z magmatu se vylučuje stále více vody, čímž se zvyšuje poměr plynu a magmatu v potrubí. Když objem bublin dosáhne přibližně 75 %, magma se rozpadne na pyroklasty (částečně roztavené a pevné úlomky) a explozivně vybuchne.

Třetím procesem, který způsobuje sopečné erupce, je vstřikování nového magmatu do komory, která je již naplněna magmatem podobného nebo jiného složení. Tato injekce přinutí část magmatu v komoře, aby se v kanálu posunula nahoru a vybuchla na povrchu.

Přestože vulkanologové tyto tři procesy dobře znají, nemohou zatím sopečnou erupci předpovědět. Dosáhli však významného pokroku v předpovídání sopečných erupcí. Předpovídání zahrnuje pravděpodobný charakter a dobu erupce u sledované sopky. Charakter erupce vychází z prehistorických a historických záznamů o dané sopce a jejích vulkanických produktech. Například prudce vybuchující sopka, která produkovala spad popela, tok popela a sopečné bahno (neboli lahary), bude pravděpodobně dělat totéž i v budoucnu.

Určení doby erupce sledované sopky závisí na měření řady parametrů, mimo jiné seismické aktivity sopky (zejména hloubky a frekvence sopečných zemětřesení), deformací terénu (určovaných pomocí tiltmetru a/nebo GPS a satelitní interferometrie) a emisí plynů (vzorkování množství emitovaného oxidu siřičitého korelačním spektrometrem nebo COSPEC). K vynikajícímu příkladu úspěšné předpovědi došlo v roce 1991. Vulkanologové z U.S. Geological Survey přesně předpověděli erupci sopky Pinatubo na Filipínách z 15. června, což umožnilo včasnou evakuaci letecké základny Clark a zachránilo tisíce životů.

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.