Vulkanická činnosť

Vulkanická činnosť
 
Úvod
Z ponuky projektov pre tretí ročník ma najviac zaujala téma sopečná činnosť. Túto tému som si vybrala hlavne preto, lebo je nielen veľmi zaujímavá, ale v poslednej dobe aj aktuálna. Budem hovoriť o tom ako vznikli sopky, čo vlastne sopka je, spomeniem aj niečo o láve, magme, typoch výbuchov, na záver budú aj nejaké zaujímavosti zo sveta sopiek a ešte veľa iných vecí, ktoré sa týkajú sopečnej činnosti. Ale samozrejme nemôžem zabudnúť aj na sopečnú činnosť na Slovensku, ktorá bola veľmi výrazná a zanechala po sebe viditeľné stopy.  Sopečná a tektonická činnosť ma vždy veľmi fascinovala, a preto by som vám ju chcela takouto formou priblížiť a dúfam, že jej na chuť prídete aj vy.

SOPEČNÁ ČINNOSŤ
Sopečné výbuchy roztavených hornín zo zemského vnútra sú hrôzostrašnou demonštráciou energie nahromadenej v hlbinách našej planéty. Svet je posiaty sopkami a ich horninové produkty- staré i dnešné- svedčia o dlhej histórii sopečnej činnosti na Zemi. Rôznorodosť sopečných produktov, spôsob ich výbuchu, ako aj stavby, ktoré budujú, to všetko odráža geologické prostredie, v ktorom sa sopky vyvíjajú. Činné sopky sa nenachádzajú iba na pevnine, ale aj, ba najmä v hlbinách morí, a ich rozloženie- zďaleka nie náhodné- je odrazom nepretržitej dynamiky našej planéty.

1. Ako vznikli sopky?
Pred miliónmi rokov tvorila Zem roztavená žeravá látka – magma. V ďalšom období magma postupne vychladla a vystriedala ju pevná zemská kôra. Zem nikdy celkom nevychladla, v jej vnútri sa vždy nachádzala magma. Tieto roztavené horniny prenikajú na povrch cez trhliny v zemskej kôre, ktoré sa nazývajú sopečnými komínmi. Pod každou sopkou sa nachádza magmatická komora a vulkanický krb. Komoru spája so zemským povrchom sopečný komín, ktorý vyúsťuje do hlavného kráteru. Vedľa neho môžu byť ešte aj sekundárne alebo bočné krátery. Sopky bývajú pokojné, dymia, sú neustále aktívne alebo vybuchujú. Prvé dve fázy sú typické pre vyhasnuté sopky. V prípade nepretržitej aktivity z kráteru ustavične vyteká láva a tento stav často narušujú výbuchy, striedajúce sa s upokojením sopky.

2.Vybuchujúca magma
Sopečná činnosť je proces, v ktorom magma- roztavené horniny vo vnútri zeme- vystupuje cez zemskú kôru na povrch. Pri čiastočnom roztavení hornín kôry a plášťa a ich pohybe nahor vznikajú v kôre magmatické komory. Tavenie hornín vyžaduje špecifické podmienky:
napríklad aby v dôsledku konvekcie tuhých hornín plášťa vystupovali hmoty spod rozpínajúcich sa oceánskych chrbtov, aby morská voda mala prístup do subdukčných zón alebo aby pod sopkami, na miestach horúcich škvŕn, boli stúpajúce chocholy plášťa. Magma vystupuje z komory k zemskému povrchu rôznymi puklinami v kôre alebo roztavenou cestou naprieč horninami. Sopka nie je iba sopúch na zemskom povrchu, ktorým vybuchuje hmota, ale aj stavba, ktorá vzniká jej nahromadením okolo sopúcha. K sopečným produktom patria okrem magmy, ktorá vystupuje na povrch v podobe lávy, aj plyny, popol a úlomky hornín. Sopečné produkty sa buď pokojne vylievajú na zemský povrch, alebo sú vyvrhované do atmosféry a veterné systémy ich roznášajú po celom svete. 

3.Čo je sopka?
Sopka alebo vulkán je geomorfologický útvar vytvorený magmou vystupujúcou na zemský povrch prípadne pod vodu 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.

4. Rozloženie sopiek
Rozloženie sopiek vo svete zreteľne súvisí s tektonickými platňami zeme. Okolo 80% sopiek nad hladinou mora sa vyskytuje na hraniciach približujúcich sa (konvergujúcich) platní, 5% je na hraniciach vzďaľujúcich sa (divergujúcich) platní a zvyšok ležiaci mimo hraníc platní súvisí s horúcimi škvrnami. Sopečná oblasť okolo Tichého oceána (nazývaná ohňový kruh) zahŕňa sopečné ostrovné oblúky, ktoré sa vytvorili pri konvergencii dvoch oceánskych platní, a andské kontinentálne oblúky, ktoré vznikli pri konvergencii oceánskej platne s kontinentálnou. Výsledkom divergencie kontinentálnych platní sú riftové sopky, napríklad vo východnej Afrike, kým pri divergencii oceánskych platní sa dvíhajú chrbty- jedným z nich je aj Stredoatlantický chrbát- a izolované ostrovné sopky.

4.1. Divergentné okraje platní
Na hraniciach dvoch rozchádzajúcich sa platní sa vulkanizmus vyskytuje najčastejšie. Väčšinou sa odohráva pod hladinou oceánov. Iba na málo miestach je vulkanická aktivita pozorovateľná aj na povrchu – ostrov Svätej Heleny, alebo Tristan da Cunha v Atlantiku, príp. niekoľko ostrovov v Pacifiku a Indickom oceáne. Na hranici rozchádzajúcich sa platní magma ľahko preniká cez oslabenú kôru a na povrch sa dostáva systémom zlomov v stredooceánskom chrbte – rifte. Výstup magmy sa deje podľa geológov z veľkých hĺbok (až z hranice plášťa), dané magmy sa veľmi nelíšia svojim zložením (nazývajú sa primitívne a označujú sa skratkou MORB – Mid-Ocean Ridge Basalt).

Sopky Východoafrickej priekopovej prepadliny sa odlišujú od vulkanizmu stredooceánskych chrbtov. Odlišnosti sú zapríčinené prítomnosťou kontinentálnej kôry, čo spôsobuje modifikáciu primitívnych magiem stredooceánskych chrbtov.

4.2.  Konvergentné okraje platní
Pri strete dvoch platní je sopečná činnosť opäť 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.

4.3. Horúce škvrny
Pod označenie vulkanizmus horúcich škvŕn spadajú všetky ostatné prejavy sopečnej činnosti na Zemskom povrchu, ktoré sa nedajú zaradiť do prvých dvoch. Princíp spočíva vo výstupe horúcich magmových chocholov priamo z plášťa cez zemskú kôru. Klasickým príkladom sú Havajské ostrovy, ktoré boli vytvorené horúcou škvrnou pod Tichým oceánom. Ďalší dobrý príklad je Yellowstone. Na Slovensku by sa za príklad vulkanizmu daného typu dali považovať posledné sopečné aktivity (Putikov vŕšok pri Novej Bani). 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.

5. Klasifikácia a formy sopiek
Sopky (alebo sopečná činnosť) sa rozdeľujú podľa viacerých faktorov:
- podľa eruptovaného materiálu
- podľa priebehu erupcií
- podľa tvaru
- podľa aktivity

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.

6. Morfologické typy sopečných erupcií
6.1. Lávy a sopky
Sopečný materiál vyvrhnutý na zemský povrch závisí od druhu magmy, z ktorej pochádza. Spôsob, akým magma vybuchuje, a povrchové formy, ktoré vytvára, ovplyvňujú rozdiely v jej chemickom zložení, v obsahu plynov a teplote. Napríklad magma s vysokým obsahom kremeňa a nízkou teplotou je veľmi viskózna a pohybuje sa pomaly. Ak vystúpi k povrchu s vysokým obsahom plynov, vybuchuje veľmi prudko. Ak počas výstupu nahor stratí plyny, vylieva sa v podobe lávy. Láva s vysokým obsahom kremeňa je hustá, tvoria ju pomaly sa pohybujúce bloky, ktoré sa nerozlievajú ďaleko. Sú späté so späté so subdukciou na deštrukčných okrajoch dosák a s asimiláciou horninového materiálu kontinentálnej kôry. Bazaltové lávy, kam patrí typ pahoehoe a a´a, majú nízky obsah kremeňa a vysokú teplotu. Sú extrémne tekuté a pohybujú sa vysokou rýchlosťou- až 100 km za hodinu- 5
na veľké vzdialenosti. Sú späté s činnosťou horúcich škvŕn, napríklad pod Havajskými ostrovmi, ako aj s rozpínaním oceánskeho dna, kde vytvárajú vankúšové lávy. 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)

6.2. Typy výbuchov
Vulkanológovia rozlišujú niekoľko typov sopečných výbuchov. Jednotlivé typy často charakterizujú rôzne fázy jednej udalosti. Strombolské výbuchy sú prudké, výbušné a prerušované, trvajú niekoľko sekúnd. Vyvrhávajú do vzduchu pyroklastický materiál, ktorý dopadá na pomerne krátku vzdialenosť. Silný tlak plynov triešti magmu v sopúchu, pri výbuchu nevzniká ucelený oblak. Sopečné explózie sú silnejšie, keď vybuchuje veľmi roztrieštený popol a horniny. Sopečné stĺpy sa dvíhajú do výšky 10-20 km, popol sa rozptýli na obrovské plochy. Plínijovské výbuchy vyvrhujú veľkou rýchlosťou (stovky metrov za sekundu) vysoké stĺpy pyroklastického materiálu a plynov do výšky 45 km, teda až do stratosféry. Pri kolapse takýchto stĺpov vznikajú životunebezpečné pyroklastické prúdy obsahujúce plyn a pyroklastiká rozličnej veľkosti, ktoré sa rútia obrovskou rýchlosťou a prekonávajú veľké vzdialenosti. Na rozdiel od nich havajské výbuchy produkujú veľké množstvá málo viskóznej lávy, ktorá tvorí štítové sopky. Keď takéto výbuchy prebiehaú v plytkej vode, nazývajú sa surtseyské výbuchy.
Bývajú veľmi explozívne, lebo voda preniká do sopúcha, kde sa rpi premene na paru rozpína, triešti magmu a vyvrháva úlomky sopečného skla. 
7. Formy a stavba sopiek
7.1. Centrálne erupcie:
7.1.1. Štítový vulkán

Výborným príkladom miest, kde sopky vyvrhujú obrovské množstvá rýchlo tečúcich láv, čím budujú hory tvaru štítu (sopky so širokou základňou a nízkym uhlom sklonu úbočia) sú Havajské ostrovy a Island. Lávové prúdy dosahujú značnú dĺžku (napr. najdlhší lávový prúd – 120 km v priemere vyprodukovala sopka Mauna Loa). Menšie verzie štítových vulkánov sú lávové kužele alebo lávové kopy.

7.1.2. 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 9000 m odo dna mora.

7.1.3. Stratovulkány
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.

7.1.4. 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.

7.1.5. Podmorské vulkány
Boli objavené asi pred 100 rokmi. Morské dno netvorí len piesok, ale aj pohoria, ktoré sú väčšinou mohutnejšie ako pohoria na zemskom povrchu. Ich počet sa odhaduje na 80. Najväčšia známa sopka pod morskou hladinou je Mauna Kea, ktorá sa nachádza v blízkosti Havajských ostrovov v Tichom oceáne. Jej výška dosahuje okolo 90 000 metrov, pričom 4000 metrov vyčnieva nad vodu.  Podmorský vulkanizmus je hlavný fenomén stredooceánskych chrbtov. Väčšina erupcií je nepozorovateľná na hladine, dajú sa detekovať hydrofónmi. Častá forma sú príkre stĺpy, len ojedinele sa tvoria sopečné ostrovy. Charakteristický tvar lávových prúdov sú tzv. pillow (poduškové) lávy.

7.1.6. 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.

7.1.7. 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.

7.1.8. 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.  9

7.1.9. 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.

7.2. 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 stredooceánských chrbtoch do priestoru medzi nimi neustále vniká nová magma, tvorená najmä bazaltami (tzv. N-MORB).

7.3. 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.

8. 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.

8.1. Aktívna sopka
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.

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

8.3. Neaktívna sopka
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.  11

9. Prejavy a produkty sopečnej činnosti
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.

9.1. Efuzívna erupcia
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).

9.2. Explozívna erupcia
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 vo 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. 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.

9.3. Freaktická erupcia
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.

9.4. Pyroklasitcké prúdy a laháry   
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 su 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.

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

10. 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 kľudu.

11. 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.

12. 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.

13. Varovné signály
Moderná vulkanológia sa rodila začiatkom 20 storočia, keď bolo postavené observatórium na Kilauee na Havaji. Kedysi sa ľudia spoliehali na pozorovania a povery, ktoré mali napovedať, kedy sopka vybuchne. Určité náznaky poskytovali napríklad otrasy pôdy alebo náhly únik plynov. Veľa pozornosti sa venovalo aj nezvyčajnému správaniu zvierat žijúcich v okolitej prírode. Tieto znamenia sa však často ukázali ako klamlivé. Tak to bolo napríklad aj v roku 79, keď vybuchol Vezuv a pochoval Pompeje aj s ich obyvateľmi pod niekoľko metrov hrubú vrstvu popola. Vulkanológovia v súčasnosti zbierajú rôzne údaje a na ich základe predpovedajú sopečnú aktivitu. Jedným z najspoľahlivejších údajov je deformácia svahov, ktorá sprevádza výstup magmy vnútrom sopky. Jedným z najčastejších príznakov bezprostredne hroziaceho výbuchu je náhle rozpínanie- aké bolo zaznamenané napríklad pri Mount St. Helens v USA v roku 1980. Až donedávna meranie deformácií uskutočňovali tak, že na okraje kráterov umiestňovali prístroje. V súčasnosti sa tieto merania uskutočnujú pomocou družíc a radarov bez prítomnosti ľudí pri kráteri.

14. Monitorovanie sopiek
V blízkosti nebezpečne činných sopiek žije mnoho miliónov ľudí- často preto, lebo sopečné pôdy sú úrodné. Veľmi dôležité sú predpovede, kedy nastane výbuch, ako aj to, aby miestne obyvateľstvo dbalo na varovania. Na rozdiel od silných zemetrasení, ktoré nastanú bez varovania, veľkým sopečným výbuchom často predchádzajú rôzne varovné signály. Vulkanológovia vypracovali rad monitorovacích postupov na sledovanie pohybov magmy pod sopkami a na ich základe vedia, či vývoj smeruje k nebezpečnej fáze. K monitorovacím technikám patrí meranie a vyhodnocovanie seizmickej aktivity, ktorá sprevádza sopečné výbuchy, analýza zmien v chemickom zložení plynov unikajúcich zo sopúcha a diaľkový prieskum družicami, ktorým sa merajú zmeny výšky a tvaru sopečnej stavby.

Na činných sopkách je najčastejšie monitorovaným parametrom seizmická aktivita. Varovným signálom je jej nárast alebo náhle hrozivé zastavenie pohybov. Tieto informácie sa získavajú automatickými seizmickými senzormi a potom sa zasielajú výskumných staníc na analýzu. Seizmické monitorovanie poskytlo v dostatočnom predstihu varovanie o výbuchu sopky Pinatubo. Nesmierna sila tohto výbuchu však spôsobila, že nie každému sa podarilo uniknúť. Pohybujúca sa magma vyvoláva zmeny v magnetickom poli sopky. Ďalšie údaje poskytuje analýza plynov unikajúcich zo sopúcha, pretože pri približovaní k horúcej magmy k povrchu sa mení koncentrácia plynov.
Analýza plynov unikajúcich zo sopúcha vyvinutá v Japonsku signalizuje zvýšenú sopečnú aktivitu mesiace pred explóziou sopky a po výbuchu potvrdzuje, že vulkanická aktivita klesá. Dodnes neexistuje spoľahlivá metóda na predpoveď výbuchov, ale vďaka monitorovacím technikám sa tento cieľ približuje.

15. Život so sopkami
Sopky a ich produkty majú pre život na Zemi podstatný význam. Bez nich by sa nebola vytvorila povrchová voda a nemohli by sa vyvíjať organizmy. Pri sopečných výbuchoch vznikajú minerály a taveniny z hlbín zemskej kôry a prispievajú k tvorbe úrodnej pôdy. Úžitok zo sopiek však nie je zadarmo, pretože ich výbuchy patria k smrtiacim nebezpečenstvám. Sopečné nebezpečenstvo sa nedá vylúčiť, ale moderná technika dokáže znížiť jeho účinky. Ročne na Zemi vybuchne približne 50 sopiek, pričom zahynú stovky ľudí a tisíce ľudí opustí svoje domovy. Teplo z magmy niektorých sopiek premieňa vodu na paru, ktorá sa potom využíva v geotermálnych elektrárňach na výrobu elektriny. Na Islande, ostrove s mnohými sopkami, poskytuje pera zohrievaná magmou elektrinou pre takmer polovicu domácností.

15.1. Sopky ako susedia
Ľudia sa sopiek stále boja, no už veľmi dávno si uvedomili aj ich užitočnosť, a to aj napriek tomu, že nevedeli ešte nič o chémii pôdy. Napríklad na Sicílii sa spodné časti svahov Etny obrábajú už niekoľko tisícročí a boli významným zdrojom poľnohospodárskych plodín už v antike. Na Jáve v súčasnosti živí zvetraná sopečná pôda jednu z najhustejších populácií na Zemi, s priemerom takmer 800 ľudí žijúcich na štvorcovom kilometri. Ako protiklad možno uviesť Amazonskú nížinu, ktorá leží takmer v rovnakej zemepisnej šírke ako Jáva, ale nemá sopečný pôvod a pôda je tam chudobná a ťažko sa obrába. Etna vybuchla v historickej dobe viac ako 200-krát. Aj napriek búrlivej minulosti si vyžiadala pomerne málo ľudských životov. Obrovité rozmery Etny umožňujú obrábať pôdu ďaleko od vrcholu a lávové toky majú často predpovedateľné korytá, takže ľudia sa im môžu vyhnúť. Mnohé sopky v husto obývaných oblastiach však majú sklon k prudkým explozívnym výbuchom. Do tejto kategórie patria sopky na Jáve alebo Pinatubo na Filipínach. Pri výbuchu Pinatuba v roku 1991 bol počet obetí vysoký a tisícky fariem pochoval sopečný popol.

16. Sopečná činnosť na území Slovenska
Vulkanizmus na území Slovenska (ale nielen tam, ale aj v Maďarsku, Rumunsku a na Ukrajine) prebiehal v období treťohôr (neogén – pleistocén). 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 bol pokles oceánskej základne 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.

17. 10 Zaujímavostí
1.Celkový počet všetkých činných známych sopiek (s erupciou v posledných 10 000 rokoch) je 1343. Mnohé z nich sú podmorské. Boli objavené pred sto rokmi. Pri umiestňovaní prvých telegrafických káblov medzi Európou a Amerikou si ľudia všimli, že morské dno netvorí iba piesok, ale aj pohoria, ktoré sú v mnohých prípadoch mohutnejšie ako pohoria na zemskom povrchu.

Najväčšia známa sopka pod morskou hladinou je Mauna Kea, ktorá sa nachádza v blízkosti Havajských ostrovov v Tichom oceáne. Jej výška dosahuje okolo 90 000 metrov, pričom 4000 metrov vyčnieva nad vodu. 
 
2.Niektoré sopky sú veľmi mladé, napríklad vo februári 1943 sa narodil novy vulkán v Mexiku. Jedného dňa sa v kukuričnom poli objavila trhlina. O dvadsaťštyri hodín neskôr sa otvorila na 25 metrovú širokú priepasť, aby odhalila kotol popola a žhavú lavu.Za nedlho sa vytvorila 10 metrov vysoká lávová kôpka. O deväť rokov neskôr sopka, nazývaná Parikutin, dosiahla svojej najvyššej výšky 405 metrov. Sopky polozili základy niektorým ostrovom. V roku 1963 náhle vybuchla sopka blízko južného pobrežia Írska a vychrlila vysoko stĺpov vodných pár a dymu a začala chrliť lávu , ktorá vytvorila nový ostrov menom Surtseypo morskom bohu ohňa. Sopka chrlila láívu po cele tri roky a zväčšila plochu ostrova na dnešných 1.9 kilometrov štvorcových.
 
3.Sopečná činnosť patrí k tým zložitým geologickým procesom, ktoré majú svoj pôvod v zemskom plášti, t. j. v hĺbkach 40 až 300 kilometrov. Dlhé roky si ľudia mysleli, že Zem pod svojou kôrou je zložená zo stlačenej ohnivej hmoty a že sopky plnia funkciu ,,záklopiek” na tomto gigantickom ohnivom kotle. Štúdiom šírenia zemetrasných vĺn sa zistilo, že pod pomerne tenkou zemskou kôrou hrúbkou 10 až 60 kilometrov sú uložené stlačené plastické horniny zemského plášťa s vlastnosťami podobnými ľadu.

4.Sopky okrem svojich deštruktívnych účinkov sú aj nevyčerpateľnou zásobárňou energie. Z ktorej dnes len nepatrnú časť vo forme horúcich pár a vody vieme využiť na výrobu elektrickej energie alebo vykurovanie bytov. Zásluhou sopiek, ktoré po celé storočia chrlia z útrob Zeme roztavené hmoty sa plocha suchej zeme rozšírila o mnoho tisíc štvorcových kilometrov.
Vznikli nové ostrovy, iné naopak navždy pohltili hlbiny svetového oceánu. Sopky sa pričinili o vznik veľmi kvalitných horských masívov a mnohých jazier, ktoré patria medzi najkrajšie výtvory prírody. V dávnych geologických dobách sa sopky pričinili o zloženie dnešnej atmosféry a vznik hydrosféry, bez ktorých by nemohli existovať rozmanité formy života. Aj napriek pozitívnym prínosom explózie sopiek prúdy žeravej lávy, sopečné bomby a jedovaté plyny negatívne pôsobia na životné prostredie, ako to dokazujú mnohé príklady z najrôznejších častí sveta.

5.Vzrušujúce predstavenie
Sopka Stromboli, ostrovný vulkán pri Sicílii v Taliansku, je veľmi aktívna. Bazény vriacej lávy v jej kráteri vysokom 925metrov sú zdrojom častých výbuchov. Ľudia prichádzajú, aby sa pokochali v dožlta rozžeravených skalách, ktoré sú vystreľované vysoko do ovzdušia. Skupina turistov, ktorá v roku 1999 táborila pri vrchole, utrpela popáleniny a otrasy, keď na nich pri neobyčajne silnom výbuchu spadli obrovské rozžeravené sopečné bomby.
 
6.Najväčší sopečný výbuch: Približne pred 74 000 rokmi vybuchla sopka Toba na ostrove Sumatra. Zostal po nej kráter 100 km dlhý a 60 km široký.
 
7.Najmladšia sopka na Slovensku je Putikov vŕšok. Nachádza sa pri Novej Bani.
 
8.Sopka, ktorá sa na ostrove nachádza, od roku 1680 spala. Jej nečakaný výbuch v roku 1883 zničil dve tretiny ostrova. Aj keď táto explózia bola iba pätinou santorinskej katastrofy, považuje sa za najsilnejší, historicky doložený sopečný výbuch. K najväčšiemu výbuchu (pravdepodobne od erupcie Santoriní v Egejskom mori 95 km severne od Kréty v roku 1628 pred n.l.) došlo 27. augusta 1883 o 10.00 hodine miestneho času (3.00 hod. greenwichského času) na ostrove Krakatau v Sundskom
prielive medzi Sumatrou a Jávou v Indonézii. Výbuch spôsobil prílivovú vlnu, ktorá zmietla 163 dedín a zahubila 36 380 ľudí. Balvany boli vyvrhované do výšky 55 km a popol o desať dní neskôr padal vo vzdialenosti až 5330 km. Explózia bola zaznamenaná o štyri hodiny neskôr na ostrove Rodrigues, vzdialenom 4776 km, ako hrmenie ťažkých diel. Bola počuteľná na 1/13 povrchu Zeme. Táto explózia, ktorá mala podľa odhadu 26-krát väčšiu silu ako výbuch vodíkovej bomby.
 
9.Mont Pelée je povestná sopka. Pred pamätným výbuchom mala dva krátery a v menšom bolo jazero. Jej boky boli pokryté lávou a tefrou z roku 1851. Vtedy neurobila väčšiu škodu, a preto keď 20.apríla 1902 začala účinkovať, nikto sa jej nenaľakal. Výbuch sa skutočne začal miernym padaním tefry a asi 40 000 obyvateľov mestečka St. Pierre, ktoré sa rozprestieralo na južnom úpätí vrchu, bolo ešte aj hrdých na svoju sopku. O týždeň sa však vietor obrátil a mesto zaplavili jedovaté sírnaté plyny. Vzduch bol dusivý a mal nepríjemný zápach, vtáci padali zo vzduchu a asi 10 000 ľudí utieklo spolu s okolitým zvieratstvom. Ostatní ostali v meste kvôli miestnym voľbám. Aj úrady žiadali voličov, aby ostali, že skôr-neskôr sa vietor obráti a potom pominie malá nepríjemnosť, ktorú zapríčinila sopka. Zdalo sa, že predpoveď sa splnila. 29.apríla vyčistila vzduch poriadna prietrž mračien a vietor odvial dym smerom k moru. Len malá riečka pri meste, ktorá odvádzala vodu z jazera krátera, sa správala čudne. Medzi 29.aprílom a 1. májom sa cez ňu prehnala prudká povodňová vlna. 2.mája mala riečisko takmer suché a 3. mája sa rozvodnila. 5.mája popoludní kráter s jazerom vybuchol a jazero sa ako horúca čierna záplava bahna valilo do doliny rieky, zmietnuc cukrovar a rybárske lode v ústi rieky, pričom za hynulo veľa ľudí. V nasledujúcich dňoch sa dolu vrchom valili horúce bahná, ktorých pôvod je ešte i dnes nejasný, lebo nebolo toľko dažďa, aby sa mohol tento jav vysvetliť. A ľudia ešte stále neopustili mesto. 8.mája o 7.50 ráno otriasla vrchom séria výbuchov.

Z krátera vystúpil kolmo do ovzdušia mohutný čierny stĺp dymu. V nasledujúcom okamihu sa otvorila stena krátera a z neho vystrelil takmer vodorovne nový stĺp dymu priamo na mesto. Jeden účastník, ktorý katastrofu prežil, videl z paluby lode kotviacej v zálive vznik oblaku, ale neostalo mu veľa času na pozorovanie , lebo žeravá masa, pohybujúca sa rýchlosťou 160 km za hodinu, prihnala za necelé dve minúty aj nad záliv peklo, ktoré vtedy už zúrilo v meste. Tehlové múry hrubé jeden meter boli zvalené, veľké stromy vytrhnuté aj s koreňmi, 130-milimetrové delo strhnuté z lafety, 3-tonový pomník strhnutý na 4 metre od podstavca.

Záver
Ako som už spomínala v úvode tento projekt som si vybrala preto, lebo táto téma je teraz viac v pozornosti. Týmto projektom som vám chcela stručne priblížiť tému sopečná činnosť.Sopky si zaslúžia určite väčšiu pozornosť a dá sa o nich ešte veľa napísať. V tomto projekte som sa venovala celkovej sopečnej činnosti od jej vzniku až po súčasnosť celej vulkanickej histórie. Písala som o jej vzniku, ktorý je pre ľudstvo a prírodu veľmi podstatný, prejavoch sopečnej činnosti, v texte nájdete rozdiel aj medzi lávou a magmou, spomenula som aj typy erupcií, tvary sopiek, aktivitu, ktorá je veľmi podstatná, sprievodné javy vulkanickej činnosti. Ku koncu som spomenula aj sopečnú činnosť na Slovensku, ktorá bola v období treťohôr, výrazná a zanechala po sebe aj stopy. A úplne na koniec som pripojila zopár zaujímavostí zo sveta sopiek. Verím, že tento projekt vás zaujal a podstatné veci pre každého ste si odniesli zo sebou, a dúfam, že aj vy budete venovať sopkám svoju pozornosť aj naďalej.