Sopka: definícia, vznik, typy a erupcie (Mauna Loa, Olympus Mons)

Sopky: definícia, vznik, typy a erupcie – od Mauna Loa po Olympus Mons. Zistite, ako vznikajú, aké sú typy erupcií a čo ohrozuje okolie.

Sopka je vrcholová alebo pohorenná forma terénu, cez ktorú z magmatickej komory pod povrchom Zeme vyviera alebo v minulosti vychádzala láva (horúca tekutá hornina). Sopky vznikajú najčastejšie v dôsledku pohybu tektonických dosiek, ale aj v dôsledku hlbších procesov v plášti Zeme.

Vznik sopiek

Zemská kôra je rozdelená na približne 17 hlavných, pevných tektonických dosiek, ktoré „plávajú“ na horúcejšej a mäkšej vrstve v plášti. Sopky sa často tvoria v miestach, kde sa dosky od seba vzďaľujú (riftské zóny) alebo kde sa spájajú (subdukčné zóny). Pri subdukcii sa jedna doska podsunie pod druhú, rozohreje sa a čiastočne roztopí — vzniká magma, ktorá môže vyvierať na povrch.

Sopky môžu vznikať aj pri rozťahovaní a stenčovaní kôry, napríklad vo Východoafrickom rifte. Mimo hraníc platní sú príčinou sopečnej aktivity tzv. plášťové plumy alebo „horúce miesta“ — dlhodobo stúpajúce stĺpy horúcej magmy z hĺbok plášťa. Príkladom takéhoto miesta sú Havaj, kde vznikli rozsiahle štítové sopky.

Stavba sopky a sopečné produkty

Typická sopka má:

• magmatickú komoru (zásobník roztavenej horniny pod povrchom),
• vodivý kanál (komín),
• sopečný kráter alebo kalderu na vrchole (sopečný kráter je menší otvor, kaldera je veľký prepad horniny po vyprázdnení komory),
• vedľajšie prieduchy a prúdy, ktoré vedú lávu aj zboku sopky.

Počas aktivity sopka vydáva rôzne materiály: láva, para a iné plyny, plynné zlúčeniny síry, sopečný popol a úlomky hornín (tefra). Keď je tlak v magmatickej komore dostatočne vysoký, sopka môže vybuchnúť — erupcia môže byť tichá (efuzívna) alebo explozívna.

Typy sopiek

• Štítové sopky — majú široké, mierne svahy a vznikajú z viskózne riedkej bazaltickej lávy, ktorá sa ľahko šíri na veľké vzdialenosti. Príklad: Mauna Loa na Havaji (je to štítová sopka).
• Stratovulkány (zložité alebo kužeľové sopky) — majú strmšie svahy, skladajú sa z vrstiev lávy a sopečného materiálu; sú často explozívne a tvoria sa v subdukčných zónach.
• Popolcové kužele (cinder cones) — malé, strmé kužele z pyroklastického materiálu vyvrhnutého pri krátkodobých erupciách.
• Kaldery — veľké prepadliny vzniknuté po masívnom vyprázdnení magmatickej komory; môžu byť zdrojom veľmi silných erupcií.
• Podmorské sopky — vznikajú na dne oceánov; ich erupcie môžu vytvárať nové ostrovy alebo podmorské lávové kaverny.

Typy erupcií a ich následky

Erupcie rozdeľujeme podľa spôsobu výlevu magmy na:

• Efuzívne erupcie — láva vyteká pomaly a tvorí rozsiahle lávové prúdy; riziko je najmä poškodenie infraštruktúry a prípadné preliačenie krajiny.
• Explozívne erupcie — prudké výbuchy, ktoré vyvrhujú popol, kamene a plyny; sú nebezpečné kvôli prúdom pyroklastickému (horúci plyn a úlomky), prúdom lahárov (bahenné toky), sopečnému popolu šíriacemu sa do atmosféry a plynom ohrozujúcim zdravie.

Veľké sopečné erupcie môžu ovplyvniť podnebie — vynesený popol a sírne aerosoly do stratosféry znižujú príjem slnečného žiarenia a môžu dočasne ochladiť povrch Zeme.

Sopky mimo Zeme

Sopky sa nachádzajú aj na iných planétach a mesiacoch. Príkladom je Olympus Mons na Marse, najväčšia známa sopka (a zároveň najvyšší vulkanický štít v Slnečnej sústave). Olympus Mons má výšku približne 22 km a priemer základne vyše 600 km — jeho obrovské rozmery sú spôsobené nízkou gravitáciou Marsu a absenciou pohybu tektonických dosiek, čo umožnilo dlhodobé vrstvenie lávových prúdov na jednom mieste.

Príklad: Mauna Loa

Najväčšia pozemská sopka podľa objemu sa nazýva Mauna Loa na Havaji. Mauna Loa je súčasťou série sopiek na havajskom ostrove Big Island. Naposledy vybuchla v roku 1984; za posledných ~170 rokov sa uvádza približne 33 erupcií. Tak ako všetky havajské sopky, aj Mauna Loa vznikla pohybom tichomorskej tektonickej dosky, ktorá sa pohybovala nad havajskou horúcou škvrnou v zemskom plášti. Mauna Loa je vysoká 4 196 metrov nad úrovňou mora a má tvar typický pre štítovú sopku: mierne svahy a rozsiahle lávové prúdy. Jej nedávne erupcie zanechali lávové toky dlhé desiatky kilometrov (najdlhšia spomínaná ~51 km), ktoré mohli ohrozovať osídlené oblasti a infraštruktúru.

Sledovanie sopiek a vulkanológia

Vulkanológovia sú vedci, ktorí študujú sopky pomocou metód z geológie, chémie, geografie, mineralógie, fyziky a sociológie. Monitorovanie sopiek využíva:

• seizmologické merania (sledovanie zemetrasení spojených s pohybom magmy),
• meranie plynov (napr. SO2, CO2),
• deformačné merania povrchu (GPS, InSAR) na zachytenie napučania alebo prepadania,
• termálne snímky a satelitné pozorovania,
• geochemické analýzy vzoriek lávy a výronov.

Okrem prírodovedných metód je dôležitá aj príprava miestnych komunít, varovné systémy a plánovanie evakuácií — preto pri štúdiu sopečnej aktivity spolupracujú aj odborníci zo sociálnych vied.

Klasyfikácia podľa aktivity a bezpečnosť

Sopky sa bežne rozdeľujú na aktívne (erupcie v historickom období alebo s príznakmi aktivity), spacie (dormant) a vyhasnuté (bez očakávania ďalších erupcií). Bez ohľadu na kategóriu je dôležité sledovať znaky aktivity a dodržiavať pokyny miestnych úradov v prípade hroziacej erupcie.

Sopky formujú krajinu, ovplyvňujú podnebie a poskytujú úrodnú pôdu a geotermálnu energiu, no zároveň môžu predstavovať vážne riziko pre obyvateľstvo a infraštruktúru. Preto je ich štúdium a včasné varovanie kľúčové pre ochranu ľudí a majetku.

Typy sopiek

Láva a pyroklastický materiál (oblaky popola, úlomkov lávy a pár), ktoré vychádzajú zo sopiek, môžu vytvárať rôzne tvary krajiny. Existujú dva základné druhy sopiek.

Štítové sopky

Tieto sopky sú tvorené tekutou mafickou lávou s nízkym obsahom kremíka.

Štítové sopky sú vybudované z vrstiev lávy, ktoré vznikajú pri neustálych erupciách (bez výbuchov). Keďže láva je veľmi tekutá, rozprestiera sa často na veľkej ploche. Štítové sopky nerastú do veľkej výšky a vrstvy lávy sa rozprestierajú tak, že sopka má mierne sklonené boky. Štítové sopky môžu vytvárať obrovské plochy čadiča, čo je zvyčajne láva po ochladení.

Základňa sopky sa počas nasledujúcich erupcií zväčšuje, pričom stuhnutá láva sa rozširuje a hromadí. Niektoré z najväčších sopiek na svete sú štítové sopky.

Štítové sopky môžu byť obrovské aj napriek tomu, že ich steny nie sú príliš strmé. Mauna Kea na Havaji je najväčšou horou na Zemi, ak sa meria od jej základne na dne mora.

Stratovulkány

Stratovulkán, známy aj ako zložená sopka, je vysoká kužeľovitá sopka. Je vybudovaná z mnohých vrstiev stvrdnutej lávy, tefry, pemzy a sopečného popola.

Na rozdiel od štítových sopiek majú stratovulkány strmý profil a periodické erupcie. Láva, ktorá vyteká zo stratovulkánov, sa ochladí a stvrdne skôr, ako sa rozšíri do diaľky. Je lepkavá, to znamená, že má vysokú viskozitu. Magma, ktorá túto lávu tvorí, je často felzická, s vysokým až stredným obsahom oxidu kremičitého, a menej mafická magma. Veľké toky felzickej lávy sú nezvyčajné, ale dostali sa až do vzdialenosti 15 km.

Dva známe stratovulkány sú japonská hora Fudži a Vezuv. Oba majú veľké základne a strmé strany, ktoré sú čoraz strmšie, keď sa blížia k vrcholu. Vezuv je známy tým, že v roku 79 n. l. zničil mestá Pompeje a Herkulaneum a zabil tisíce ľudí.

Caldera

Kaldera je kotlina, ktorá vznikla zrútením pevniny po sopečnej erupcii. K tomu dochádza po tom, ako obrovský stratovulkán odfúkne svoj vrchol. Základňa krátera sa potom prepadne a na mieste, kde bol predtým vrchol sopky, vznikne kaldera. Krakatoa, ktorá je známa najmä svojou katastrofálnou erupciou v roku 1883, je teraz oveľa menšia.

Tavurvur, aktívny stratovulkán neďaleko mesta Rabaul v Papue-Novej Guinei


Hora Fudži, aktívny stratovulkán v Japonsku, ktorý naposledy vybuchol v roku 1707-08

Ako vznikajú sopky

Existujú dva hlavné procesy.

Sopky vznikajú, keď sa spoja dve tektonické dosky. Keď sa tieto dve dosky stretnú, jedna z nich (zvyčajne oceánska) sa dostane pod kontinentálnu dosku. Ide o proces subdukcie. Následne sa roztaví a vytvorí sa magma (vo vnútri magmatickej komory) a tlak sa zvyšuje, až kým magma nepretrhne zemskú kôru.

Druhým spôsobom je pohyb tektonickej dosky cez horúce miesto v zemskej kôre. Horúce miesto si razí cestu zemskou kôrou, až kým sa neprelomí. Takýmto spôsobom vznikla kaldera Yellowstonského parku a Havajské ostrovy.

Časti sopky: 1. Veľká magmatická komora2 . Horninové podložie3 . Konduit (potrubie) 4. Základňa5 . Prah6 . Odbočka rúry7 . Vrstvy popola uvoľňovaného sopkou8 . Bok 9. Vrstvy lávy vyvrhovanej sopkou10 . Hrdlo11 . Parazitický kužeľ12 . Lávový tok13 . Výduch14 . Kráter15. Oblak popola

Klasifikácia

Tradičný spôsob klasifikácie alebo identifikácie sopiek je podľa vzoru ich erupcií. Sopky, ktoré môžu kedykoľvek znovu vybuchnúť, sa nazývajú aktívne. Tie, ktoré sú teraz pokojné, sa nazývajú neaktívne (spiace). Sopky, ktoré v historickom období nevybuchli, sa nazývajú vyhasnuté.

Aktívne

V súčasnosti vybuchuje aktívna sopka alebo vybuchla za posledných 10 000 rokov. Príkladom aktívnej sopky je Mount St Helens v Spojených štátoch amerických (USA).

Neaktívne (neaktívne)

Spiaca sopka "spí", ale v budúcnosti by sa mohla prebrať. Mount Rainier v Spojených štátoch sa považuje za spiacu sopku.

vo francúzštine dormant znamená en sommeil

Vyhasnutá (mŕtva sopka)

Vyhasnutá sopka nevybuchla za posledných 10 000 rokov. Edinburský hrad v Škótsku sa nachádza na vrchole vyhasnutej sopky.

Edinburský hrad na mieste vyhasnutej sopky, približne 1581

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to sopka?

Otázka: Ako vznikajú sopky?

Otázka: Aké materiály vychádzajú z aktívnej sopky?

Otázka: Kde všade sa nachádzajú sopky okrem Zeme?

Otázka: Kto skúma sopky?

Otázka: Aká je najväčšia sopka na svete?

Otázka: Kedy Mauna Loa naposledy vybuchla?

Hľadajte podľa písmena