Vulcano/cs

Sopka
Sopka, nebo také vulkán, je místo, kde láva a sopečné plyny vystupují na zemský povrch. Může k tomu docházet na souši i pod vodou. Většina lidí má sopku zafixovanou jako horninu kuželovitého tvaru, ale nemusí tomu tak být. Sopky jsou projevem sopečné (vulkanické) činnosti, jejíž podstatná část probíhá pod povrchem země. Sopečná činnost bývá doprovázena i dalšími jevy jako například zemětřesení či hydrotermální aktivita (vznik gejzírů a horkých pramenů). V historii lidstva si sopečné činnosti vyžádaly již statisíce obětí.

Popis sopky
Existuje několik typů sopek, které se od sebe liší především tvarem a typem erupcí, ke kterým u nich dochází. Obecně však můžeme sopku popsat jako je tomu na obrázku Popis sopky.

Magmatický krb
Magmatický krb je velký podzemní prostor, který se nachází zhruba 5 – 30 km pod povrchem země. Jak již název napovídá, jedná se o místo, kde se kumuluje magma, které si razí cestu od zemského pláště směrem k povrchu země. Pokud narazí na překážku, začne se hromadit a vznikne magmatický krb. Magmatické krby jsou pod velkým tlakem, který se může postupem času zvyšovat s přibývajícím magmatem a může dojít k proražení překážky a následnému úniku magmatu na zemský povrch v podobě erupce sopky.

Pokud se velká část magmatu uvolní ven z magmatického krbu, nacházejícího se v malé hloubce pod zemským povrchem, může dojít k propadu části sopky do částečně vyprázdněného magmatického krbu. Výsledkem tohoto procesu je vznik kaldery, což je prohlubeň ve tvaru kráteru, která se od něj liší svojí velikostí a mechanismem vzniku. Průměr kalder se pohybuje mezi 1 – 50 km.

Magma
Magma je komplexní směsí roztavených hornin, krystalů a plynů. U většiny magmatu je nejvýraznějším prvkem oxid křemičitý, jehož množství značně ovlivňuje viskozitu magmatu. Čím více oxidu křemičitého magma obsahuje, tím více je viskózní a tedy neschopné velkého proudění. Naopak magma s menším množstvím oxidu křemičitého je více tekuté.

Magma vzniká v zemském plášti za vysokého tlaku a teploty, která se pohybuje okolo 700 – 1300°C. Postupně si pak může najít cestu až na povrch země, kde se magma označuje jako láva, i když se jedná stále o stejný materiál.

Sopečný kužel
Sopečný kužel je výsledkem sopečné činnosti. Je budován unikající lávou a ostatním materiálem při sopečných erupcích. Tvar sopečného kužele je dán především typem erupce, který u dané sopky nastává a složením magmatu.

Sopouch
Sopouch je vulkanický přívodní kanál, který vede skrze sopku a propojuje magmatický krb a kráter sopky. Při vulkanických erupcích proudí sopouchem magma z magmatických krbů na povrch země.

Kráter
Sopečný kráter se nachází na vrcholu sopečného kužele a je to místo, odkud uniká většina materiálu při sopečných erupcích.

Parazitický kráter
Občas se může stát, že si vystupující magma najde jinou cestu než skrze kráter na vrcholu sopky a prodere se bokem sopečného kuželu. V takovýchto případech hovoříme o tzv. parazitických kráterech.

Mrak sopečného popela
Kromě již zmíněné lávy, mohou být ze sopky při vulkanických erupcích vyvrženy i plyny nebo pevný materiál, který je souhrnně označovan jako pyroklastika. Ta zahrnuje různorodé úlomky všech velikostí od jemného sopečného popela a prachu po objemné bomby.

Nezpevněná pyroklastika, která dopadne na zemský povrch, se souhrnně označuje jako tefra. Pokud se smíchá s jiným nesopečným materiálem, je označována jako tufit.

Druhy sopek
Existuje mnoho dělení sopek. Sopky lze dělit například na aktivní a vyhaslé nebo na explozivní (výbušné) a efuzivní (výlevné). Velmi zajímavé je dělení podle tvaru sopky. Tvar sopky totiž závisí především na typu erupcí, ke kterým u sopky dochází, a na složení magmatu.

Sypaný kužel
Jedná se o nejrozšířenější a také nejmenší typ sopky. Většinou nepřesahují výšku okolo 300 metrů. U těchto sopek dochází ke strombolským erupcím, které určují jejich vzhled. Při erupcích strombolského typu jsou do vzduchu z kráteru sopky vyhazována pyrosklastika, která dopadají do blízkého okolí sopky a formují tak její tvar. Oproti jiným typům sopek je těleso sypaného kužele velmi symetrické a soustředěné okolo jediného centrálního jícnu sopky. Svahy kužele dosahují úhlu 35°, což je hranice nezpevněného pyroklastického materiálu. Při vyšším úhlu se již materiál sesypává ze svahu sopky dolů.

Štítový vulkán
Štítové vulkány dosahují mnohem větších rozměrů než sypané kužele. Jejich výška může dosahovat až několika kilometru a jejich šířka až několika stovek kilometrů. Díky velkému nepoměru výšky a šířky byl tento typ sopky pojmenován, protože připomíná štít. Jejich tvar je dán magmatem o velmi nízké viskozitě, která způsobuje, že láva dokáže téct po povrchu sopky velmi daleko. Tento typ erupce bývá označován jako havajský, protože je typický pro sopky, které se nacházejí na Havaji. Ve vyšších částech sopky se sklon svahu pohybuje kolem 2 – 3°, ale na krajích se stává svah příkřejším (až 10°) z důvodu postupného tuhnutí lávy a snižování tekutosti. Sopka je budována po velmi dlouhou dobu vrstvením tisíců lávových proudů. Příkladem štítové sopky může být havajská Mauna Kea.

Stratovulkán
Stratovulkány, nebo také kompozitní či složené vulkány, jsou nejdestruktivnějším typem sopek. Vyznačují se především vysokou variabilitou typů erupcí, ke kterým u nich dochází. Sopka je proto budována jak z pyroklastického materiálu, který vychází ze sopky během strombolských erupcí, tak z lávových proudů, které ze sopky unikají během mírnějších havajských erupcích.

Jedním z typů erupcí, ke kterým u stratovulkánů dochází, je pliniovský typ erupce. Jedná se o nejničivější typ erupce, který se vyskytuje téměř výhradně u stratovulkánů. Jsou způsobeny mohutným výbuchem plynů, které se nahromadily pod ucpaným kráterem. Po jeho uvolnění je pak do velké výšky vyhazováno velké množství pyroklastik. Pro pliniovskou erupci je také charakteristický vysoký sloup kouře a dochází i k výlevům velmi viskózní lávy.

Posledním typem erupcí u stratovulkánů je peléjský typ erupce. Je podobný pliniovskému typu, akorát mohutný a žhavý mrak kouře nestoupá do výšky, ale valí se po úbočí sopky dolů jako lavina.

Vulkanický dóm
Vulkanické dómy mohou vznikat jako samostatné sopky nebo nad parazitickými krátery na svazích stratovulkánů. Tyto sopky vznikají výlevem vysoce viskózního magmatu, které nevytváří lávové proudy a díky vysoké viskozitě a rychlému ochlazení tuhne okolo jícnu sopky a vytváří tak mohutnou zátku kopulovitého tvaru, která dosahuje pár desítek či stovek metrů. Pokud se vulkanický dóm vytvoří jako zátka na stratovulkánu, tak je jeho životnost omezená, protože při příštím výbuchu sopky bude zničen. Vulkanické dómy jsou spjaty především s erupcemi peléjského typu.

Magmatický proces
Příčinou erupce sopek, a tedy i jejich vzniku, je v první řadě existence magmatu. Pro pochopení toho, kde magma vzniká a jak se dostává na povrch, je potřeba podívat se na stavbu naší Země.

Země se skládá ze tří částí – jádro, zemský plášť a zemská kůra. Součástí zemského pláště je i zóna, která se nachází v hloubce asi 60 – 250 kilometrů a nazývá se astenosféra. Ta je pod velkým tlakem a teplotou a natavením hornin zde vzniká magma. Jelikož je astenosféra v polotekutém stavu, umožňuje výše položené vrstvě Země, aby se pohybovala. Této vrstvě se říká litosféra a je tvořena několik litosferickými deskami, které se neustále pohybují.

Jako litosféra se označuje zemská kůra a vrchní tuhá část zemského pláště, nacházející se nad astenosférou. Litosferické desky se mohou pohybovat ve třech směrech – od sebe, proti sobě a souběžně. Tím vzniká několik rozhraní. Nejpodstatnější jsou divergentní a konvergentní. Pokud se litosferické desky od sebe oddalují, tak umožňují výstup magmatu k povrchu Země, vzniku nové zemské kůry a případně vzniku sopečných erupcí. Toto rozhraní se nazývá divergentním. Naopak konvergentní rozhraní je takové rozhraní, v kterém zemská kůra zaniká a to tak, že se k sobě posunují dvě litosferické desky, přičemž jedna z nich se podsunuje pod druhou do zemského pláště, kde je roztavena. To se stává především u oceánských a pevninských litosferických desek, kdy se nejčastěji oceánská deska podsouvá pod pevninskou. I střet desek má za následek vulkanickou činnost.

Jak již bylo řečeno, magma vzniká v zemském plášti, nebo také ve spodní části zemské kůry, tavením hornin za vysoké teploty a tlaku. Magma následně z důvodu nižší relativní hustoty vůči okolí stoupá vzhůru. Jak magma stoupá, klesá tlak, což způsobuje rozpínání plynných komponent magmatu. Pokud magma narazí na překážku, mohou stlačené plyny společně s nahromaděnou energií způsobit vulkanickou explozi, při které dojde k proražení zemské kůry a výstupu magmatu na povrch země. Může se ale také stát, že si magma nenajde cestu na povrch a ztuhne uvnitř zemské kůry.

Existují dva typy magmatu – felsické (kyselé) a mafické (bazické). Felsické magma obsahuje velké množství plynů a asi 70 % z nich tvoří SiO2 (neboli oxid křemičitý). Je charakteristické pro oblasti, kde dochází k podsouvání jedné litosferické desky pod druhou. Felsické magma je velmi viskózní, což s vysokým obsahem plynů způsobuje silné expozivní erupce (například pliniovský typ erupce). Naopak bazické magma obsahuje malé množství plynů a z nich asi jen 5 % oxidu křemičitého, je mnohem tekutější a kvůli menšímu množství plynů jsou erupce mnohem poklidnější a dochází při nich pouze k výlevům magmatu na zemský povrch (havajský typ erupce). Bazické magma pochází z větší hloubky než felsické.

Následující obrázek zachycuje průběh magmatického procesu.



Čím více je tlaku, teploty a horniny, tím více magmatu vznikne, což naopak snižuje množství horniny. Čím menší hustotu magma má, tím více stoupá k povrchu, kde může narazit na překážky (horninu) a čím více jich tam je, tím více magmatu ztuhne uvnitř zemské kůry, což zvýší množství horniny. Naopak čím méně překážek (horniny) stojí v cestě stoupajícímu magmatu, tím více se ho dostane až na povrch, kde pak záleží na množství oxidu křemičitého a ostatních plynů v magmatu. Čím více jich v magmatu je, tím je magma viskóznější a výbušnější a dochází například k pliniovským erupcím. Naopak při menším obsahu oxidu křemičitého a plynů je magma tekutější, klidné a výlevné (havajské erupce).

Nebezpečí sopek
Sopečná činnost je spojena s určitými riziky, která lze rozdělit do dvou skupin – primární a sekundární. Primární souvisejí přímo s vulkanickou činností a sekundární s ní souvisejí nepřímo. Mezi primární rizika patří výlevy lávy, výbuchy, při kterých dochází k vyvržení pyroklastického materiálu do okolí, žhavá mračna a sopečná zemětřesení. Sekundární rizika zahrnují deformaci povrchu, ukládání vrstev vyvržených pyroklastik, které mohou způsobit sesuv svahu, laharové proudy, což jsou obrovské ničivé proudy pyroklastik, tsunami, vznik kyselých dešťů nebo i hladomor, který je spojen se zničením půdy a úrody při spádu pyroklastického materiálu či kyselých dešťů.

Závěr
Většina lidí si jako sopku představí horu ve tvaru kužele, která chrlí při sopečných erupcích lávu. Sopky však mohou nabývat mnoha tvarů a může docházet k několika typům erupcí, při kterých je kromě lávy vyvrhován i další materiál. Tvar sopky i typ erupce souvisejí především se složením magmatu, které vzniká hluboko uvnitř Země a jeho vznik a následná cesta směrem k povrchu je komplexní a dlouhodobý proces.

Zdroje
Xmotj10 (talk) 15:24, 4 June 2017 (CEST)