Produkty na výbuch sopiek - ESKP
Čo vychádza zo sopky? Od lávových prúdov cez spád tephra po vulkanické plyny a kyslé zrážanie.
Prehľad produktov výbuchu sopečných erupcií. (Grafika: Znalostná platforma Earth and Environment, eskp.de, Licencia: CC BY 4.0)
Lávové prúdy: efektívny vulkanizmus
Tečúca láva. (Foto: GEOMAR)
Láva tečie pomerne pomaly asi pri 10 km/h pri komíne a necelú 1 km/h o niečo ďalej. Podlieha gravitácii, to znamená, že tečie z kopca. Funguje hlavne v údoliach a dolinách. Lávové prúdy sú väčšinou miestne javy, ktoré sa môžu rozšíriť až na niekoľko desiatok kilometrov. Iba v ojedinelých veľkých výbušných erupciách vytvárajú rozšírené lávové polia hrubé až stovky metrov. Vytekanie lávy zvyčajne trvá niekoľko dní až mesiacov, ale môže trvať až desaťročia.
Lávové prúdy majú povrchové teploty od 500 do 1 000 ° C. Na jeho tokové správanie má vplyv niekoľko faktorov: rýchlosť, akou láva vyteká zo zeme, morfológia prostredia a fyzikálne parametre samotnej lávy. Čím je láva menej viskózna, tým ďalej a rýchlejšie môže prúdiť. Po ochladení sa vytvárajú rôzne povrchové tvary, ktoré rozlišujú lávu Aa (blokovú) a lávu Pahoehoe (podobnú lanu).
Lávové prúdy často predstavujú hrozbu iba pre ľudí, infraštruktúru a ekosystém v bezprostrednej blízkosti. Zvyčajne prúdia tak pomaly, že pred nimi môžete utiecť. Môžu však zničiť všetko v okolí a spôsobiť lesné požiare. V jednotlivých prípadoch sa civilnej ochrane podarilo odkloniť lávové prúdy priehradami pred sídliskami alebo jednotlivými domami. Ak lávový prúd prúdi do rieky alebo jazera, môže to tiež spôsobiť záplavy.
Tephra Fallout, pyroklastické prúdy hustoty: výbušný vulkanizmus
Výbuch sopky Sakura-jima (Japonsko) je príkladom výbušnej erupcie. (Foto: GEOMAR)
Pyroklastiká vznikajú, keď je stúpajúca magma fragmentovaná počas explozívnej sopečnej erupcie počas fázy výboja. V tavenine bohatej na plyny bubliny praskajú a vytvárajú sa vysoko pórovité úlomky hornín, ako sú troska, pemza a popol. Pri rýchlosti 400 až 1 000 km/h sa skala vrhá do atmosféry spolu so sopečnými plynmi. Vytvára sa erupčný stĺp, ktorý môže byť vysoký až 40 km. V atmosfére sa šíri tzv Tephra v erupčnom oblaku. Tephra sa klasifikuje podľa zrnitosti: popol je menší ako 2 mm, lapilli medzi 2 a 64 mm. Bloky a bomby sú väčšie ako 64 mm a líšia sa svojim tvarom: Ak je materiál počas vyhadzovania stále veľmi horúci, počas fázy letu sa deformuje na zaoblené bomby v tvare vretena. Ak veľké pyroklasty nie sú zaoblené, hovorí sa im bloky.
Ak pyroklastické častice už nie sú držané v erupčnom oblaku, nastáva takzvaná erupcia Tephrafall. Bloky a bomby padajú v bezprostrednej blízkosti komína vzdialeného až niekoľko kilometrov. Lapilli sa dá prepraviť až niekoľko desiatok kilometrov a popol až stovky kilometrov. Takéto pyroklastické padavé usadeniny môžu vytvárať metrové hrubé vrstvy, ktoré pokrývajú stovky kilometrov štvorcových. Tenšie vrstvy popola hrubé niekoľko centimetrov sa môžu šíriť aj na tisícoch štvorcových kilometrov.
Tephrafall skrýva rôzne riziká pre ľudí, infraštruktúru a prírodu. Patrí sem napríklad znečistenie potravín a vody, ako aj riziko zrútenia striech, najmä keď popol zvlhne. Tephrafall môže tiež spôsobiť obmedzené videnie pre vodičov vozidiel a lietadiel, poruchy turbín alebo zhoršenie rádiovej komunikácie, ako aj napájacích a telefónnych liniek alebo zdravotné následky, ako sú ťažkosti s dýchaním a riziko respiračných chorôb.
Ak sa erupčný stĺpec zrúti v dôsledku zníženia prísunu materiálu, vytvárajú sa takzvané „bunky“ Pyroclastické toky. Sú to mraky horúcich sopečných plynov a strhávaných častíc, ako je pemza, popol, bloky a horúca láva. Nájdu cestu hlavne údoliami a depresiami. Ak máte dostatok energie, môžete prekonať aj hrebene hôr. Pri teplotách do 800 ° C môžu dosiahnuť rýchlosť až 300 km/h. Ak sa zastavia, vytvorí sa ignimbrit (vulkanická hornina).
V priebehu silnej explózie spôsobenej kontaktom magmy a vody na vrchole sa vytvárajú takzvané prepätia. Jedná sa o prúdy pyroklastickej hustoty, ktoré čoraz viac pozostávajú z plynov a pohybujú sa veľmi rýchlo. Rázy prúdia turbulentne. Ich sila pohybu je silnejšia ako gravitačná sila Zeme. Sú schopní prekonať veľké prekážky, niekedy tečúce do kopca a dokážu dokonca prekonávať horské hrebene. Patria medzi najničivejšie vulkanické javy vôbec. Napríklad, keď v roku 1980 vybuchla hora St. Helens, došlo k prudkému nárastu pádov stromov na svahu.
Sopečné plyny a kyslé zrážanie
Sopečné plyny a kyslé zrážanie vznikajú z mnohých druhov erupcií. Oxid uhličitý (CO2), vodík, sulfidy a chloridy sa do atmosféry dostávajú pomocou erupčných mrakov, ale aj pomalým odplyňovaním. Oxid siričitý, voda a popol vytvárajú aerosóly škodlivé pre ľudské zdravie. Nebezpečenstvo predstavuje aj často nepostrehnuteľný tichý odtok plynov v sopečných oblastiach. Vo vulkanických jazerách môžu byť v určitých vodných vrstvách rozpustené plyny, ako je metán alebo oxid uhličitý, ktoré sa môžu pri náhlom pohybe vodných vrstiev dostať na povrch. Tento jav viedol k tragédii v Kamerunskom jazere Nyos z roku 1986, pri ktorej mrak oxidu uhličitého zabil v okolitých údoliach 1700 ľudí. Celé dediny boli úplne zničené.
Text: Christina Bonanati, GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, aktualizované redakčným tímom ESKP v apríli 2020.