Učební text pro 1

Učební text pro 1. ročník soutěže „Kámen mudrců“
2013/2014
Téma: vulkanismus
část 1
Obsah:
1. O horninách obecně ........................................................................................................... 2
Magmatické horniny, magma a láva ................................................................................. 2
Hlubinné magmatity (plutonity) ...................................................................................... 3
Žilné horniny ..................................................................................................................... 4
Výlevné magmatity (vulkanity) ....................................................................................... 4
Pyroklastické horniny ...................................................................................................... 4
2. Vulkanismus ......................................................................................................................... 5
Rozlámaná Země ................................................................................................................ 5
Sopky světa (Ohnivý pás Země) ....................................................................................... 6
Typy sopek ........................................................................................................................... 7
Efuzivní sopky .................................................................................................................. 7
Explozivní sopky .............................................................................................................. 8
Smíšené sopky (stratovulkány) ..................................................................................... 9
Typy lávy ............................................................................................................................. 11
Doprovodné vulkanické jevy ............................................................................................ 11
Smrtící arzenál sopek ....................................................................................................... 13
Lávové proudy ................................................................................................................ 13
Sopečné výbuchy .......................................................................................................... 13
Bahenní proudy .............................................................................................................. 13
Sopečné povodně .......................................................................................................... 14
Sopečná mračna ............................................................................................................ 14
Sopečné plyny ................................................................................................................ 14
Typy vulkanických erupcí ................................................................................................. 15
3. Kataklyzmatické erupce ................................................................................................... 17
1500 př. n. l. Théra (Santorini), Řecko ........................................................................... 17
24. 8. 79. n. l. Vesuv, Itálie ............................................................................................... 18
10. – 15. 4. 1815 Tambora, ostrov Sumbawa, Indonésie ........................................... 20
26. – 27. 8. 1883 Krakatoa, Indonésie ........................................................................... 20
8. 5. 1902 Mt. Pelée, St. Pierre, Martinique .................................................................. 21
20. 2. 1943 Paricutín, Mexiko .......................................................................................... 21
18. 5. 1980 Mt. St. Helens (Hora Sv. Heleny), USA .................................................... 22
15. 6. 1991 Mt. Pinatubo, Filipíny ................................................................................... 23
20. 3. 2010 Eyjafjallajökull, Island ................................................................................... 24
Otázky a úkoly k zamyšlení ................................................................................................. 25
Přílohy – model sopky a badatelské úkoly ........................................................................ 26
1
1. O horninách obecně
Horniny jsou nesourodá seskupení nerostů. Pokud bychom chtěli vypadat nesmírně
odborně, řekli bychom, že horniny jsou nehomogenní minerální asociace, což je v
podstatě totéž, jen to zní líp. Chemické složení hornin nelze, na rozdíl od minerálů,
vyjádřit chemickým vzorcem. Horniny se účastní na skladbě zemské kůry a části zemského pláště. Jejich nerostné složení, stavba a pozice v přírodě se odvíjí od geologických procesů, jimiž byly vytvořeny. Podle způsobu vzniku je dělíme, jak obecně známo, na tři základní skupiny:
 magmatity = horniny magmatické (= vyvřelé),
 sedimenty = horniny sedimentární (= usazené),
 metamorfity = horniny metamorfované (= přeměněné).
Zařazení horniny a její bližší klasifikace se provádí na základě stavby horniny (tj.
struktury a textury) a nerostného složení, v některých případech však může být jedním z hlavních klasifikačních kritérií chemické složení horniny. Jako struktura se
označuje vzájemný vztah součástí horniny, podmíněný jejich velikostí a tvarem. Textura je dána prostorovým uspořádáním součástí horniny. Strukturu pozorujeme nejčastěji pod mikroskopem a jen někdy je vidět pouhým okem. Naopak textura horniny se
posuzuje především makroskopicky, a to na co možná největších kusech horniny.
Studiem hornin se zabývá věda zvaná petrografie (petrologie). Zákonitosti a
procesy vzniku vyvřelých hornin studuje magmatická petrologie. Výlevné horniny a
procesy sopečné činnosti jsou předmětem vulkanologie. Zapálení geologové (pouze
obrazně) pobíhající po sopkách se potom zvou vulkanologové.
Magmatické horniny, magma a láva
Magmatické horniny jsou nejrozšířenější skupinou hornin na Zemi. Vznikají obvykle
krystalizací magmatu nebo lávy. Magma je přírodní, žhavotekutá, zpravidla křemičitanová (neboli silikátová) tavenina o teplotě okolo 1000 °C, složená z minerálů, určitého množství vody, vodních par a těkavých plynů. Jedná se v podstatě o horniny
v tekutém stavu. Magma se tvoří a hromadí v rezervoárech označovaných jako magmatické krby. Podle chemického složení (obsahu SiO2, tj. oxidu křemičitého) lze v
zásadě rozlišit dva základní typy magmat: bazické magma (často označované jako
bazaltové magma) a kyselé magma (granitové magma). Bazická magmata obsahují
málo oxidu křemičitého a jsou nízce viskózní (viskozita = vazkost), proto tečou rychleji a prodírají se zemskou kůrou po nejrůznějších skulinách a zejména zlomech. Naopak kyselá magmata jsou více viskózní a vytvářejí pod povrchem objemem větší tělesa. V průběhu geologických pochodů proniká magma litosférou k zemskému povrchu,
ochlazuje se a tuhne. V případě, že se dostane na samý povrch, hovoříme o lávě.
Při klesající teplotě a tlaku taveniny postupně krystalizují jednotlivé horninotvorné minerály. Na minerálním složení magmatitů se podílejí především křemičitany (silikáty). Základní minerály se dělí na světlé (křemen, živce a foidy) a tmavé (slídy, amfiboly, pyroxeny, olivín aj.). Pořadí krystalizace hlavních minerálů vyjadřuje
tzv. Bowenovo reakční schéma. Dříve vylučované minerály jsou bohaté na hořčík
(Mg), železo (Fe), vápník (Ca), zatímco ve zbytku magmatu se koncentrují lehké prvky jako křemík (Si), hliník (Al), sodík (Na) a draslík (K).
2
Bowenovo reakční schéma – posloupnost krystalizace minerálů z taveniny (vlevo); autor
schématu, kanadský experimentální petrolog Norman Levi Bowen (vpravo).
Podle toho, kam až se magma ze zemského nitra dostalo, rozlišujeme horniny:
hlubinné, které utuhly pod zemským povrchem; výlevné, které se dostaly až na zemský povrch a žilné, jenž vznikly utuhnutím magmatu v puklinách hornin. Přechod mezi
vulkanity a sedimenty představují horniny pyroklastické (vulkanosedimentární).
Hlubinné magmatity (plutonity)
Plutonity tuhly velmi pomalu (i několik milionů let) hluboko pod zemským povrchem.
Proto jsou všechny minerály v nich pěkně vykrystalované a hornina neobsahuje sklo.
Plutonity mají obvykle všesměrně zrnitou texturu. Většina z nich je středně zrnitá.
Struktury jsou většinou stejnoměrně zrnité, ale např. u granitů se poměrně často setkáváme i s porfyrickou strukturou (mohou obsahovat velké vyrostlice draselných živců).
Barva plutonitů závisí na jejich nerostném složení. Kyselé horniny jsou většinou světlé
(bílé, šedé, narůžovělé); bazičtější horniny jsou tmavší (šedé, šedočerné, černozelené
až černé). Mezi typické plutonity řadíme například granity (žuly), granodiority, tonality, syenity, diority a gabra.
Stejnoměrně zrnitá struktura hlubinné
horniny (amfibol-biotitické žuly) pod polarizačním mikroskopem. V zorném poli
jsou zrna křemene, draselných živců (řídce tečkované s náznaky štěpnosti), plagioklasů (s hustě tečkovanými zónami), biotitu (s hustými, paralelními štěpnými trhlinami) a amfibolu (výrazné zrno uprostřed).
3
Žilné horniny
Žilné horniny tvoří pravé nebo ložní žíly pronikající staršími horninami podél puklin
nebo vrstevních spár. Obvykle mají tvar deskovitých těles. Krystalizace magmatu u
nich probíhala rychleji než je tomu u plutonitů. Horniny jsou relativně jemnozrnnější
než plutonity, často mohou obsahovat sklo. Některé žilné horniny mají porfyrickou
strukturu. Typickými žilnými horninami jsou aplity a hrubozrnné pegmatity.
Výlevné magmatity (vulkanity)
Vulkanity mají obvykle porfyrickou (nestejnoměrně zrnitou) strukturu. To znamená,
že se v jemnozrnné až celistvé základní hmotě vyskytují mnohem větší porfyrické vyrostlice (tzv. fenokrysty). Na složení základní hmoty vulkanitů se velmi často podílí
sklo, někdy může sklo tvořit skoro celý objem horniny, pak hovoříme o tzv. vulkanických sklech. Vulkanická skla (obsidián, smolek, perlit a pemza) jsou poměrně málo
rozšířené horniny, které vznikají při velmi rychlém tuhnutí lávy na okrajích některých
výlevů lávy nebo vzácněji i rychlým utuhnutím celých vulkanických těles menších
rozměrů. Vulkanické horniny mají často proudovou (fluidální) texturu. Po plynech
unikajících z tuhnoucí lávy zůstávají dutinky nebo jemné póry, pak má vulkanit pórovitou nebo mandlovcovou texturu. Zbarvení vulkanitů závisí na jejich složení i na charakteru jejich přeměn. Ty často závisí na stáří vulkanitů – proto se v minulosti vulkanické horniny rozdělovaly na dvě skupiny: neovulkanity (mladé vulkanity kenozoického stáří) a paleovulkanity (vulkanity druhohorního, prvohorního nebo předprvohorního stáří). Mezi typické vulkanické horniny patří například ryolity, trachyty, andezity,
fonolity a bazalty (čediče).
Porfyrická struktura trachytu pod polarizačním mikroskopem. Velké porfyrické vyrostlice
(neboli fenokrysty) draselného živce jsou
„obtékány“
drobnými
lištami
živců
v jemnozrnné základní hmotě.
Pyroklastické horniny
Vulkanoklastické neboli pyroklastické horniny se rozdělují podle velikosti úlomků.
Mezi nezpevněné vulkanoklastické sedimenty patří vulkanické bloky a balvany (o
rozměrech nad 25 cm), vulkanické bomby (63–250 mm), lapilly (2–63 mm), vulkanický písek (0,063–2 mm) a vulkanický popel (o velikosti částic pod 0,063 mm). Nezpevněná pyroklastika se obecně nazývají tefra. Zpevněné vulkanoklastické sedimenty se označují jako tufy. Tufy členíme podle příslušnosti k mateřským vulkanitům:
andezitové, ryolitové, dacitové, bazaltové, fonolitové, trachytové. Jestliže dojde ke
zpevnění pyroklastického materiálu společně se sedimenty ve vodním prostředí, vznikají tufity.
4
2. Vulkanismus
Vulkanismus neboli sopečná činnost je soubor projevů vnitřní dynamiky Země na
jejím povrchu. Vulkanismus v podstatě představuje odplyňování pláště naší planety,
která se vytvořila před asi 4,5–4,6 miliardami let stmelením původně chladných pevných a plynných součástek při procesu tzv. akrece. V důsledku srážek s většími tělesy
a rozpadu radioaktivních prvků se celé těleso prohřálo a rozdělilo na zemské jádro,
plášť a kůru. V té době došlo také k největšímu odplynění a vzniku atmosféry. Tento
proces pokračuje až do současné doby díky tomu, že v důsledku ponořování oceánské
kůry (subdukce) pod kontinenty do hloubek kolem 600 km se opět do zemského pláště
vracejí plynné prvky a voda jako součást některých minerálů vzniklých na povrchu.
Vulkanismus tak dokazuje, že naše planeta je stále živé vesmírné těleso na rozdíl od
Měsíce nebo Marsu, na jehož povrchu jsou již pouze vyhaslé sopky. S aktivním vulkanismem v různé podobě se ve Sluneční soustavě můžeme prokazatelně setkat na některých měsících Jupiteru a Saturnu (např. Io a Enceladus).
Rozlámaná Země
Na první pohled celistvá zemská kůra je rozdělena na 13 litosférických desek. Tyto
desky, na nichž jsou umístěny pevniny i oceány, doslova plavou jako kry na natavených vrstvách zemského pláště. Na některých místech se desky od sebe vzdalují, jinde
se k sobě přibližují, srážejí se a podsouvají se pod sebe. Pohyb litosférických desek je
zdánlivě pomalý, někdy je ovšem tento stálý pohyb Země doprovázen dramatickými a
ničivými ději, kterými se vyrovnává tlak v zemské kůře. Kromě zemětřesení mezi ně
patří také sopečná činnost. Okraje litosférických desek se tak stávají dějištěm hlavních
geologických procesů.
Základní desky na zemském povrchu.
5
Subdukční zóna představuje místo zániku zemské kůry. Dochází v ní
k podsouvání oceánské kůry pod pevninskou a jejímu pohlcení pláštěm. Probíhá podél
podmořských příkopů a přilehlých ostrovních oblouků. V těchto místech se litosférické desky při rozpínání oceánského dna k sobě přibližují. Při podsouvání dochází
k deformaci sedimentů na okrajích desek a vzniku pohoří. Zánik kůry v subdukčních
zónách kompenzuje její vznik v riftových zónách. Riftové zóny jsou tahové, stovky až
desetitisíce kilometrů dlouhé a několik kilometrů až několik stovek kilometrů široké
příkopové struktury. Může na ně být vázán výstup vulkanitů i zemětřesení, vyskytují
se na pevnině i ve dně oceánů. Oceánské riftové zóny jsou hranice, na kterých dochází
k oddalování litosférických desek. Na dnech oceánů vytvářejí riftové zóny morfologicky výrazné oceánské hřbety. Riftové zóny mohou porušovat i kontinenty jako tzv.
pevninské rifty např. Východoafrický rift.
Sopky světa (Ohnivý pás Země)
Většina významných světových sopek je umístěna v pásmech kopírujících průběh hranic litosférických desek, které jsou slabinami Zemské kůry. Na subdukční zóny jsou
vázány sopky na Kamčatce, v Japonsku, Indonésii, ve střední a Jižní Americe a sopky
v okolí Středozemního moře. K sopkám na riftových zónách patří islandské sopky,
část Azor a východoafrický prolom. Zajímavostí je, že ke kontinentálnímu riftu řadíme
i naše vyhaslé sopky v Podkrušnohoří. Světové sopky mohou být vázány i na velké
zlomové struktury. Do této skupiny patří některé sopky Střední Ameriky, Karibiku,
větší část Azor a Kanárské a Kapverdské ostrovy. Mezi sopky, které se vyskytují na
tzv. horkých skvrnách uvnitř litosférických desek, patří především Havajské ostrovy.
Procesy doprovázející deskovou
tektoniku (nahoře) a horninový
cyklus a schéma vzniku a zániku
zemské kůry (dole).
6
Typy sopek
Výstup magmatu na zemský povrch se může dít dvěma odlišnými způsoby. Efuzívně
– klidným výlevem lávy v podobě lávových proudů nebo příkrovů. Explozívně – vyvrhováním polotekuté lávy do atmosféry. Podle typu výlevů se i sopky dělí na tři základní kategorie: efuzívní (výlevné), explozivní (výbušné) a stratovulkány, které jsou
nejčastější a představují kombinaci obou předešlých typů.
Efuzivní sopky
Jedná se o sopky tvořené výhradně lávovými výlevy bazických magmat s vysokou
teplotou lávy a její nízkou viskozitou. Na zemském povrchu se projevují jako velké
útvary, tzv. štítové sopky. Tvoří nízké a ploché kužely s širokou základnou a kotlovitým kráterem, který může být vyplněn lávovým jezerem. Opakovanými výlevy se tvoří
v okolí sopky lávová pole. Láva těchto sopek vystupuje k povrchu podél zlomových
linií. Často je jejich výskyt vázán na ztenčenou zemskou kůru – tzv. horké skvrny. Typické efuzívní sopky známe z Havajských ostrovů (Mauna Loa, Mauna Kea a Kilauea), z Islandu (vyhaslá Kollóta Dyngja).
Naprosto mimořádné jsou
rozměry těchto sopek – např. Mauna
Loa má v úrovni mořské hladiny
základnu 119x85km. Při mírném
sklonu 2°–10° stoupá do nadmořské
výšky 4169 m. Vrchol Mauna Kea
dosahuje dokonce 4205 m n. m., ale
pokud uvažujeme celkovou výšku
od mořského dna, měří odhadem
více než 10 km. Jedná se tak o největší horu na Zemi!
Astronomická observatoř na vrcholu nejvyšší hory světa – štítové sopky Mauna Kea (vlevo) a
výlev lávy do moře ze sopky Kilauea v r. 1989 (vpravo).
7
Explozivní sopky
Méně časté jsou explozivní vulkány, ke kterým řadíme maary a nasypané kužele.
Maary představují nejjednodušší typ explozivních sopek. Jejich nálevkovité ústí
s nízkým nasypaným valem leží pod úrovní okolního terénu. Po skončení jejich krátké
sopečné aktivity bývají vyplněny jezery. Jedná se o projev nerozvinutého vulkanismu,
a protože není vyvinut sopečný kužel, jsou tyto sopky považovány za „sopečná embrya“. Nejznámější oblastí výskytu maarů je pohoří Eifel v Porýní, dále se vyskytují
v Massif Central ve Francii.
Specifickým typem explozivních sopek jsou krátery
s kruhovým nasypaným valem.
Tyto útvary mají kráter nad úrovní
terénu. Známým příkladem je hora Monte Nuovo u Neapole, která
vznikla náhlou erupcí v roce
1534. Nasypané sopečné kužele
mají dokonalý tvar se širokou základnou. Jsou tvořeny sopečnými
struskami a popelem.
Vznik Monte Nuova u Neapole (nahoře), dobová rytina z r. 1538 a maar v pohoří Eifel (dole).
8
Smíšené sopky (stratovulkány)
Stratovulkány představují nejrozšířenější formu vulkanické aktivity na zemském povrchu, při které se střídají exploze plynů s výlevy lávy. Výrazný sopečný kužel vzniká
střídavým usazováním vrstev pyroklastik a lávovými proudy. Na vrcholu je vyvinut
sopečný kráter. Vulkanická aktivita těchto sopek může být nepřetržitá, většinou však
probíhá s různě dlouhými přestávkami. Činnost sopky bývá po delší době obnovena
většinou mohutnou explozí. Zvláště nebezpečné jsou exploze spojené s produkcí jemného popela. Žhavá plyno-prachová mračna svou vysokou teplotou a rychlým spadem
výrazně zasahují zemský povrch a mají katastrofální následky.
Někdy se stane, že při silné explozi sopky dojde k destrukci jejího
vrcholu za vzniku rozsáhlé sníženiny,
kterou geologové označují jako kaldera. Ta je nejčastěji okrouhlá s příkrými
stěnami a plochým rovným dnem.
Vznik kaldery propadnutím nastává
nejčastěji po ukončení vulkanické aktivity, kdy se vrcholová část sopky
propadne do vyprázdněného magmatického krbu. Kaldery bývají často zaplněny vodou a vytvářejí kráterová
jezera.
Řez stratovulkánem.
Začíná erupce, magma se tlačí k povrchu...
...erupce probíhá...
...pod kuželem zůstal volný prostor...
...část kužele klesá podél zlomů...
...vzniklá deprese bývá vyplněna vodou.
Schéma vzniku kaldery (vlevo) a vznik kaldery na
místě ostrova Krakatoa při ohromném výbuchu v r.
1883 (vpravo). Po propadnutí kráterů Danan a Perbuwatan se podmořskou sopečnou činností vynořil
nad hladinu sopečný dóm zvaný Anak Krakatoa.
9
Geologická mapa stratovulkánu Etna. Satelitní snímek a současný pohled na sopku (dole).
10
Typy lávy
Lávy se rozlišují na základě charakteru lávového proudu. Buď vytvářejí svazky a propletence v podobě provazců, a proto se nazývají provazovité lávy, někdy také pahoehoe. Tento název pocházející z havajštiny vyjadřuje, že se po tomto typu lávy dá po
utuhnutí chodit bosýma nohama. Vyšší obsah SiO2 vede ke vzniku lávy blokové či
troskové (aa-lávy), kdy je povrch tvořen chaotickým shlukem různě velkých ostrohranných bloků s ostrým povrchem. Proto havajština nabídla pro tento typ výkřik bolesti. Při výlevech podmořských sopek dochází na kontaktu lávy s mořskou vodou
k jejímu prudkému ochlazování a vzniku bochníkovitých útvarů, které vulkanologové
označují jako polštáře (anglicky pillows). Láva se pak nazývá polštářová (pillowlava).
Výlev aa-lávy (vlevo nahoře), provazovitá láva (vpravo nahoře) a typické oblé bloky polštářových láv (dole).
11
Doprovodné vulkanické jevy
Sopečná činnost zahrnuje i ostatní doprovodné vulkanické projevy. Ty souvisejí s přítomností magmatu v blízkosti zemského povrchu a se zvýšeným tokem geotermální
energie. Jedním z těchto projevů jsou exhalace plynných látek, jak u činných sopek,
tak i jako doklad posopečné aktivity.
Základem všech sopečných plynů je
vodní pára, která je dále doplněna o oxidy
síry, kyseliny fluorovodíkové a chlorovodíkové a oxidy uhlíku. V okolí výronů plynů
mohou vznikat různé minerály např. síra,
halit, sylvín, dále některé sulfidy realgar,
auripigment, galenit, cinabarit, oxidy – např.
hematit.
Povlaky ryzí síry, Vulcano, Itálie.
Exhalace horkých plynů s hlavním podílem vody jsou označovány jako fumaroly (teplota 200-800°C). Ty vyvěrají na povrch ještě za aktivity vulkánu. Unikají
s velkým přetlakem, někdy i za ostrého sykotu. K exhalacím postvulkanickým patří
výrony s převažujícím obsahem síry, které nazýváme solfatary (100–250°C). Název
pochází od Solfatary u Pozzuoli nedaleko Neapole. Mofetty (do 100°C) jsou charakteristické převládajícím obsahem oxidů uhlíku. Jedná se o chladné suché výrony plynů,
které ale mohou být rozpuštěny i v chladných kyselkách. Plyny se někdy mohou hromadit i v depresích (CO2 je těžší než vzduch) a způsobovat úhyn živočichů. Známá je
Psí jeskyně u Neapole, Údolí mrtvých na Jávě a rokle smrti v Yellowstonském národním parku v USA. Sopečnou činnost doprovázejí i prameny teplých vod tzv. vřídla.
Tyto jevy trvají často i velmi dlouho po ukončení činnosti sopek. Zvláštním druhem
vřídel jsou gejzíry, které pravidelně vystřikují horkou vodu s párou.
Sopečná krajina, Solfatara u Pozzuoli, 1. třetina 18. století (vlevo). Gejzír, Island (uprostřed).
Karlovarské Vřídlo (vpravo).
12
Smrtící arzenál sopek
Vulkanická aktivita vyvolává jevy s katastrofálními následky. Patří
k nim vytékající láva, sopečné výbuchy sypkého materiálu, bahenní
proudy, sopečné povodně, sopečná mračna a výrony plynů.
Lávové proudy
Charakter lávy vytékající ze sopky při erupci závisí na
jejím složení. Při větším obsahu křemíku je láva kyselá a viskózní, vytváří bochníkovité útvary. Bazické
lávy jsou tekutější a rozlévají se na povrchu do plochých příkrovů. Rychlost tekoucí lávy je různorodá a
závisí mimo složení také na také na morfologii okolního terénu. Havajské sopky uvolňují proudy o rychlostech pouze 300 m /h až 3 km/h. Naproti tomu u výlevů
islandské sopky Surtsey byla naměřena rychlost 65
km/h. Největší nebezpečí představují bazické proudy,
pohybující se po velmi strmých svazích, které mohou
téci rychlostí až okolo 100 km/h.
Lávová fontána a proudy, Kilauea, Havajské ostrovy,
1984.
Sopečné výbuchy
Sypké sopečné vyvrženiny a úlomky hornin, které jsou vyvrhovány při sopečném výbuchu, se označují jako pyroklastika. Sopky mohou vyprodukovat obrovská kvanta
těchto sopečných vyvrženin, např. při výbuchu sopky
Krakatau v roce 1883 bylo vymrštěno 18 km3 pyroklastik.
Bloky pyroklastik mohou mít někdy značné rozměry, při
výbuchu sopky Cotopaxi v Ekvádoru byl vyvržen balvan o
hmotnosti 200 tun do vzdálenosti 16 km.
Výbuch vulkánu Mount St. Helens, 18.5.1980 (někdy též nesprávně nazývané Hora sv. Heleny).
Bahenní proudy
Sopečné bahnotoky (lahary) jsou kupodivu daleko nebezpečnější než vlastní erupce a lávové
proudy. Mohutné vrstvy popela dopadající do
okolí sopek jsou velice nestabilní a kloužou
z příkrých svahů. V kombinaci s dešťovou vodou se mění v hustou tekutou kaši, která se řítí
z úbočí rychlostí až 100 km/h a ničí vše živé.
Lahár Mount St. Helens při erupci r. 1982.
13
Sopečné povodně
Z ledovců, které tají při sopečných výbuších, se může náhle uvolnit obrovské množství
vody, které způsobí katastrofální povodně. Na Islandu došlo k takovému jevu několikrát.
Sopečná mračna
Směsi horkých plynů a sypkého sopečného materiálu se označují jako
žhavá sopečná mračna. Tento jev je
považován za nejnebezpečnější sopečný proces, který má na svědomí
nejvíc lidských životů. Nejznámější
příklad v lidské historii, kdy zabíjely
sopečná mračna, je výbuch Vesuvu
v roce 79 n. l.
Obraz Josepha Wrighta (1734–1797),
Erupce Vesuvu od Portici.
Sopečné plyny
Některé sopky způsobily katastrofu
pouze výrony sopečných plynů. Jejich podstatou je sice obyčejná a neškodná vodní pára, další příměsi,
díky kterým plyny zapáchají, jsou ale
ve větších koncentracích až smrtelně
nebezpečné. Patří k nim oxid siřičitý,
oxid sírový, sirovodík, kyselina chlorovodíková a kyselina fluorovodíková v plynné formě, dále oxid uhličitý
a uhelnatý. Příkladem smrtícího výronu plynů je Jezero Nyos v Kamerunu. 21. srpna 1986 zde oxid uhličitý uniklý z jezera zaplavil dvě blízká
údolí a pozabíjel kolem 1700 lidí,
nespočet hospodářských i jiných zvířat, a to až do vzdálenosti 25 km.
Toto neštěstí zanechalo bez domova
až 4000 lidí.
Uhynulá zvířata po smrtícím výronu
plynů, Lake Nyos, Kamerun.
14
Typy vulkanických erupcí
Sopky ohrožují svoje okolí především podle typu erupcí. Ty jsou označovány podle
významných světových vulkánů. Obvykle se však setkáváme s kombinací několika
typů erupcí. Naprosto zásadní při klasifikaci vulkanických erupcí je to, zda je do nich
zapojen vnější vodní rezervoár (moře, jezero) nebo podzemní zvodnělý horizont.
1. Erupce související výhradně s množstvím plynů obsažených v magmatu
havajský typ – nejklidnější typ vulkanické erupce.
Téměř vždy se jedná o lineární erupci, při níž části lávy
vyletují podél puklin v podobě tzv. lávových fontán.
Žhavé součástky dopadají v nejbližším okolí a spékají se.
Tento typ erupcí se objevuje na oceánských ostrovech.
Příklady: Havajské ostrovy (Mauna Loa, Mauna Kea a
Kilauea), sopky na Islandu, Réunion.
strombolský typ – nejběžnější typ vulkanických erupcí
na kontinentech. Při erupci vylétávají ještě žhavé součástky lávy, které již dopadají utuhlé a nespékají se. Kolem sopouchu vzniká struskový kužel, tvořený sopečnými
pumami, lapilli, volnými krystaly, sopečným popelem a
prachem. Název je podle sopky Stromboli na Liparských
ostrovech. U nás sopky v Nízkém Jeseníku.
pliniovský typ – nejnebezpečnější, v důsledku velkého
množství plynů se magma rozpadá na drobné částice (písek, prach). Tyto součástky jsou při explozi vynášeny
v erupčním sloupci do velké výšky, kde se rozšiřují do
stran a vytvářejí typický oblak připomínající korunu
pinie. Erupční sloupec může výjimečně dosáhnout výšky
až 45 km. Název je podle římského filosofa Plinia st.,
který zahynul při explozi Vesuvu v roce 79 n. l.
Lávová fontána, Kilauea, Havaj, 1983 (vlevo). Strombolský typ erupce, Stromboli, Itálie,
1992 (uprostřed). Kresba výbuchu Vesuvu od Neapole z r. 1822 (vpravo).
15
2. Freatomagmatické erupce
Podílí se na nich vnější voda, která nebyla součástí magmatu. Jsou bouřlivější a nebezpečnější, mají dramatický průběh. Freatomagmatismus = vulkanická aktivita, která souvisí s interakcí mezi magmatem (lávou) a podzemní nebo povrchovou vodou,
včetně vody mořské, meteorické, hydrotermální nebo jezerní.
Freatomagmatická erupce může vzniknout dvěma způsoby:
 láva vystupuje do kráterového jezera
 láva ještě než se dostane na povrch, narazí na zvodnělý horizont, voda se přemění na páru a roztrhne nadloží. Vznikne zahloubený kráter (maar), v němž se
obvykle vytvoří jezero.
Podle síly exploze se freatomagmatické erupce dělí na:
surtseyský typ – slabší, název podle ostrova Surtsey, který
se vynořil u Islandu nad hladinu Atlantského oceánu při
erupcích v 60. letech 20. století.
vulkánský typ – podle ostrova Vulcano na Liparských ostrovech k explozi dochází vlivem plynů nahromaděných pod
zátkou vzniklou z utuhnutého magmatu. Vzduchem létají
utuhlé kousky zátky. Erupce trvají obvykle velmi krátce,
v řádu vteřin až minut.
Surtseyský typ erupce, Surtsey, Island (vlevo). Vulkánský typ erupce, Sakurajima, Japonsko,
1990 (vpravo).
16
3. Kataklyzmatické erupce
Sopky ovlivňovaly životy lidí už od úsvitu prvních civilizací. Naši předkové je uctívali
jako sídla bohů, využívali úrodnou půdu v jejich okolí, ale také pociťovaly jejich zničující účinky.
Nejstarší zobrazení sopky na světě ve stěně
domu vesnice Catalhöyök v Turecku (datováno 6200 let př. n. l.) a současný pohled na
tuto dnes již neaktivní sopku (vpravo).
1500 př. n. l. Théra (Santorini), Řecko
Jednalo se o sopečný ostrov na rozhraní Egejského a Krétského moře, který byl rozmetán obrovskou explozí. Po ní se vytvořila kaldera a kolem ní se zachoval věnec reliktních ostrůvků (Théra, Therasia, Aspronisi). Odhaduje se, že se jednalo o jednu z nejsilnějších sopečných katastrof ve známé historii. Erupce této sopky zničila větší část
ostrova. Celé území ostrova bylo pokryto mocnou vrstvou tefry (až 60 metrů). Vědci
se také domnívají, že erupce této sopky vyvolala gigantickou vlnu tsunami, která
vážně poničila všechny pobřežní oblasti v celém Středomoří. Tato velká sopečná katastrofa s největší pravděpodobností stojí na počátku legendy o potopení Atlantidy.
)
Théra (Santorini).
17
24. 8. 79. n. l. Vesuv, Itálie
Asi nejznámější erupce světa. Erupce zničila
dvě starořímská města Pompeje, Herculaneum
a vesničku Stabiae. Přesný popis katastrofy se
do dnešních dnů zachoval díky dopisům Plinia
Mladšího adresovaných historiku Tacitovi. Aktivita Vesuvu započala již několik dní před samotnou erupcí, a to sérií zemětřesných rojů v okolí
sopky. Tehdejší obyvatelé vůbec netušili o souvislostech mezi zemětřesením a sopečnou činností. Netušili ani, že Vesuv je vulkán, který
představuje smrtelné nebezpečí. Při mohutné
explozi vyvrhl Vesuv pyroklastický oblak, který
obsahoval až 4 km3 materiálu a byl vynesen do
výše 32 km. Právě žhavá tefra zapříčinila zánik
římských Pompejí. Většina obětí zemřela v důsledku otravy jedovatými plyny, na následky
inhalace popele a závalů uvnitř staveb. Pyroklastický materiál pokryl Pompeje vrstvou o mocnosti 3 m. Jiná situace panovala v Herculaneu,
které sice leželo blíže kráteru, ale díky směru
větru bylo uchráněno od spadu tefry. Jeho obyvatelé ale zahynuli, když město dostihlo žhavé
mračno. Celkový počet obětí neznáme. V Pompejích tehdy žilo 10–20 tis. obyvatel, v Herculaneu to bylo asi 5000. Po zahájení vykopávek
v Pompejích v 18. století, bylo objeveno přibližně 1100 těl zakonzervovaných pod nánosy tefry.
Vlastní výbuch změnil i tvář Vesuvu. Jeho vrchol byl rozmetán a ve vzniklé kaldeře, která se
dnes označuje jako Monte Somma, se vytvořil
nový sopečný kužel s kráterem.
Vesuv na dobové kresbě (nahoře) a
na rytině z roku 1813 (uprostřed).
Současný pohled sopku (dole).
Sádrové odlitky
těl psa a obyvatel
Pompejí.
18
Plinius mladší, dopisy Tacitovi
Žádáš mě, abych Ti vylíčil skon mého strýce, abys těm, kdož přijdou po nás, mohl o něm vyprávět co nejpřesněji. Děkuji Ti: vím, že jeho smrt, jestliže ji oslavíš Ty, očekává sláva nesmrtelná. Můj strýc dlel právě v Misenu, kde osobně velel loďstvu. Bylo 24. srpna asi o jedné hodině s poledne když mu zvěstuje má matka, že na obloze vyvstává mrak neobyčejné velikosti a
podoby. Strýc právě studoval: zvedne se od stolu a vystoupí na návrší, odkud mohl podivuhodný úkaz lépe sledovat. Vystupoval mrak (z které hory, nedalo se na tu dálku zjistit; teprve
později se poznalo, že to byl Vesuv): jeho podobu a tvárnost by nemohl vyjádřit žádný strom
lépe než pinie. Jako převysoký kmen se zvedal do oblak, až se pak rozprostíral v jakési větve,
nejspíše proto, že výbuch plynu, který jej hnal tak vysoko, později ochaboval a nemohl jej
unésti, anebo se snad rozptyloval i proto, že byl stlačován svou vlastní tíhou.
A už padal do lodí popel, tím žhavější a hustší, čím více se blížili, už padala i pemza a černé,
ohořelé a žárem rozpukané kamení, a už se tvořila mělčina, která, zrovna jako spousty sopkou
chrlené, činila pobřeží nepřístupným. Na chvíli zaváhal, nemá-li se vrátit, ale potom prohlásí:
"Odvážným přeje štěstí: zaměř k Pomponianovi!" Pomponianus meškal ve Stabiích, mezi
nimiž a Misenem jest záliv, neboť moře se tu zalévá do pobřeží zakřiveným obloukem. V Stabiích sice ještě nebylo nebezpečí tak blízké, ale bylo už patrné, a protože stále rostlo, blízké už
dost; proto dal Pomponianus nanosit do lodí vojenská zavazadla a rozhodl se odplout, jen co
se utiší nepříznivý vítr. A právě tímto větrem můj strýc k němu šťastně dojel.
Zatím z různých míst Vesuvu šlehaly široké plameny a vysoké ohnivé sloupy a jejich oslňující
jas se ještě přiostřoval noční tmou. Aby obecnou hrůzu zmírnil, strýc ujišťoval, že to asi hoří
osamělé dvorce, které poděšení venkované opustili, aniž je napadlo uhasit oheň v krbech. Potom si šel lehnout, usnul a opravdově spal. Zatím však dvůr vězel už tak hluboko v závěji popela a sopečného kamení, že, kdyby byl ještě chvíli v ložnici setrval, nebyl by se odsud dostal.
Probudili ho, vyjde z pokoje a odebéře se opět k Pomponianovi a k ostatním, kteří celou noc
probděli. Potom se ve spolek radí, mají-li zůstat v domě. Budovy se totiž ohromnými otřesy
ustavičně kývaly a, jako by je vyvrátil ze základu, brzy se nakláněly dopředu, brzy dozadu.
Pod širým nebem zase hrozilo padající sopečné kamení, třebaže lehké a pórovité; srovnávajíce obojí nebezpečí, rozhodli se na konec pro druhé. Vloží si na hlavu polštáře a přiváží si je
šátky, což je mělo chránit před deštěm kamení.
Všude jinde už byl den, a tady pořád noc ze všech nocí nejčernější. I rozhodli se, že půjdou na
břeh zblízka se podívat, zda-li už more dovoluje nasedat do lodí: bohužel však bylo stále ještě
strašně rozbouřené. Tam pak se strýc položil na prostěradlo, které pod ním rozložili. Ale brzy
potom plameny a jejich předzvěst, sirný zápach, zaženou všechny na útek a také strýce povzbudí. Pomocí svých druhu sice povstal, ale hned se zhroutil: nejspíše mu příliš hustý dým
zamezil dýchání a uzavřel mu průdušku, kterou odjakživa churavěl...
Když pak se konečně přece rozednilo (bylo to až třetího dne po jeho skonu), naleznou jeho
tělo pod prostěradlem, ale docela neporušené a v těch šatech, které si vzal naposled: vypadal
spíše, jakoby spal, než jako mrtvý...
Zatím jsem já se svou matkou dlel v Misenu - to však do historie už nenáleží, a Ty sis přál
poznat právě jenom poslední chvíle strýcovy. Proto končím. Bud zdráv!
19
10. – 15. 4. 1815 Tambora, ostrov Sumbawa, Indonésie
Erupce této indonéské sopky bývá
považována za největší sopečnou
katastrofu v historické době. Při
gigantické explozi byla vyvržena
pyroklastika o objemu asi 100 km3,
které ovlivnily i globální klimatickou situaci v následujícím roce.
Energie výbuchu byla 10krát větší
než u Krakatoa. Výbuch vytvořil
kalderu o průměru 7 km a nadmořská výška sopky byla snížena o
1300 m. Přímými následky katastrofy zemřelo 10 000 lidí, zcela zničeno bylo i několik sousedních ostrovů. V celé oblasti na nepřímé důsledky (hladomor, nemoci) zahynulo
dalších 82 000 obyvatel.
Kráter Tambory.
26. – 27. 8. 1883 Krakatoa, Indonésie
Na sopečném ostrově mezi Jávou a Sumatrou došlo
k jedné z největších erupcí v dějinách. Po dvou stoletích
spánku se dvě třetiny ostrova propadly do moře. Výbuch měl takovou sílu, která odpovídala 200 megatunám TNT, tedy 13 000krát více než byla síla atomové
bomby v Hirošimě. Zvuk exploze byl tak silný, že ho
bylo slyšet až v Austrálii (2000 kilometrů daleko)! Jedná se tedy o nejhlasitější zvuk, který byl na naší planetě v historické době zaznamenán.
Po erupci sopky Krakatoa se ve vzniklé kaldeře
začal formovat nový ostrov, který dostal jméno Anak
Krakatau (indonéský výraz pro „Dítě Krakatoa“). Během erupce bylo uvolněno asi 21 km3 hornin. Tlaková
vlna výbuchu oběhla 7x celou planetu. Výbuch zničil
asi 165 sídel, a další vážně poškodil. Podle oficiálních
zdrojů zemřelo 36 417 lidí i na následné vlny tsunami.
Sopečný popel a prach byl vyvržen do atmosféry až
do výšky 80 km. Výbuch sopky výrazně ovlivnil i
klima – po erupci došlo k poklesu průměrné globální
teploty až o 1,2°C a následoval tzv. rok bez léta. Výbuch indonéské sopky inspiroval českého spisovatele
Karla Čapka pro název svého románu Krakatit.
Litografie z roku 1888, zachycující erupci Krakatau.
20
8. 5. 1902 Mt. Pelée, St. Pierre, Martinique
Největší neštěstí způsobené žhavým mračnem. Známky sopečné aktivity před osudným dnem nebyly považovány za důležité (bylo těsně před volbami) a město St. Pierre
ležící na pobřeží ve vzdálenosti 6 km od Mt. Pelée nebylo z tohoto důvodu evakuováno. I zvláštní vulkanologická komise se usnesla, že se bude jednat o podobný výbuch
jako v roce 1851, který škody nenadělá. V ranních hodinách vypustil vulkán žhavé
mračno, které mělo u kráteru teplotu 1000°C. Za několik minut se rychlostí kolem 160
km v hodině přihnalo do města a díky teplotě 700°C zničilo téměř vše. Zahynulo 30
tis. lidí a celá oblast byla pokryta 30 cm vrstvou popela. Na pevnině přežili pouze 4
lidé. Jedním z nich byl vězeň, který byl zavřený v kobce uprostřed města. Ostatní obyvatelé zemřeli upálením a udušením. Následné požáry živené rumem ze skladišť již
dokonaly dílo zkázy. Strašlivá erupce Mt. Pelée patří mezi nejhorší výbuchy 20. století. Město St. Pierre nebylo nikdy obnoveno, na jeho místě vzniklo jen několik vesnic.
St. Pierre před zničením erupcí Mt. Pelée (vlevo); hlavní ulice Morne Rouge, Martinique po
erupci Mt. Pelée (vpravo).
20. 2. 1943 Paricutín, Mexiko
Paricutín se zrodil poblíž stejnojmenné vesnice.
Jeden sobotní den v únoru se Dionisio Pulido, jako
obvykle, vydal pracovat na své pole. Už několik
dnů byli zdejší obyvatelé zneklidněni zemětřesením, které bylo mnohem silnější, než jindy. Najednou se země začala otřásat a objevila se v ní dlouhá
puklina. V tom Dionisia ohromil ohlušující výbuch.
Z pukliny začala vylétávat rozžhavená tefra a pole
se začalo plnit prachem a dýmem. Z obyčejného
kukuřičného pole vyrostla hora, která už za týden
měřila 165 metrů! Novopečený majitel sopky se i
s rodinou uchýlil do nedaleké obce San Juan Parangaricútiro.
Zvonice ve vesnici poblíž sopky Paricutín, Mexiko.
21
Paricutín tak poskytl všem
vulkanologům možnost studia vzniku nové sopky. Během jedno roku dosáhl Paricutín výšky 336 metrů.
Během dalších osmi let
erupce pokračovaly. Celkově sopka dosáhla výšky 424
metrů (měřeno od nadmořské výšky kukuřičného pole). Celková výška sopky je
2800 m n. m. Erupce skončily v roce 1952.
Nově vzniklá sopka, Paricutín.
18. 5. 1980 Mt. St. Helens (Hora Sv. Heleny), USA
Při obrovské erupci došlo ke zřícení nejznámější sopky Spojených států amerických,
která byla před výbuchem vysoká 2 950 m. Erupce odstřelila z jejího vrcholu neuvěřitelných 400 m. Mezi varovné signály před vlastní erupcí patřilo více než 1 500 malých
zemětřesení. V dubnu si vědci všimli nápadné zvláštnosti: na severní straně hory vyrostla kilometr a půl dlouhá „boule“, která rostla do výšky rychlostí až metr za den. 18.
května nastalo peklo. Krátce po půl deváté ráno bylo pod horou zaznamenáno další
silné zemětřesení. Z kráteru vylétl mrak prachu a po úbočí sopky se valila žhavá lavina. Probuzená sopka vyvrhovala lávu celých devět hodin a její aktivita pak pokračovala ještě několik dní. Detonace byly slyšet až do vzdálenosti 200 km. Žhavý mrak plný
plynů, popela a balvanů úplně zpustošil krásnou okolní přírodu, která byla národním
parkem. Tlaková vlna byla tak silná, že vyvrátila stromy v okruhu osmi kilometrů. Žár
výbuchu rozpustil ledovce na vrcholu hory a gigantické bahnotoky dokonce ochromily
lodní dopravu na řece Kolumbii. Řeka Toutle River se stala kouřící kaší s teplotou kolem bodu varu. Jeden proud laviny kamení a ledu směřoval až do jezera Spirit, na kterém se zvedly vlny vyšší než 200 m.
Erupce Mt. St. Helens v roce 1980 (vlevo) a Hora Sv. Heleny dnes (vpravo).
22
Mrak popela, prachu a plynů se dostal v atmosféře až do výšky 19 km a popel padal na
města vzdálená až 500 km od sopky. Díky této erupci měli ale vědci unikátní příležitost pozorovat, jak probíhá obnova krajiny zničené vulkánem. Šlo o proces mnohem
rychlejší, než vědci předpokládali; nyní už okolí Hory Sv. Heleny kypí životem.
Okolní krajina před a po erupci Mt. St. Helens v roce 1980.
15. 6. 1991 Mt. Pinatubo, Filipíny
Výbuch Mt. Pinatubo byl jednou z největších sopečných událostí 20. století. Jednalo se
o pliniovskou erupci, během které bylo vyvrženo do atmosféry 10 – 16 km3 materiálu.
Sopečný oblak dosahoval až do výšky 40 km. Během erupce bylo také zničeno několik
tisíc domů a dalších budov a byla značně poškozena velká část ostrova. Erupci se podařilo předpovědět a obyvatelstvo bylo včas evakuováno. Při výbuchu zahynulo na
přímé následky výbuchu jenom 6 lidí. Sopečný lahar, který při erupci vzniknul, však
zahubil 1500 lidí. Pozůstatkem výbuchu je kaldera ve vrcholové části sopky s průměrem 2,5 kilometru. V současné době je vyplněna jezerem. Po výbuchu byla tefrou pokryta a zničena oblast ve vzdálenosti až 30 km od sopky a podle odhadů tak bylo
ovlivněno až 2 mil. obyvatel závislých na zemědělské produkci.
Erupce Mt. Pinatubo (vlevo) a americká vojenská
základna zničená popelem ze sopky (vpravo)
23
20. 3. 2010 Eyjafjallajökull, Island
První známky vulkanické činnosti byly
zaznamenány kolem Vánoc roku 2009
sérií drobných zemětřesení. 26. února
2010 byla pozorována neobvyklá seismická aktivita spojená s rychlým popraskáním zemské kůry. To poskytlo
geofyzikům důkaz, že magma prýští do
magmatického krbu sopky. K výbuchům došlo 20. března 2010 přibližně 8
km východně od vrcholu sopečného
kráteru. Za necelý měsíc sopka své
erupce obnovila. Na vrcholu kráteru
roztál ledovec, čímž došlo ke zvednutí
hladin přilehlých řek. Následné záplavy
si vyžádaly evakuaci celkem 800 lidí
z postižené oblasti. Druhá erupce vyvrhla sopečný popel do atmosféry do
výše několika kilometrů, což zapříčinilo výpadky letecké dopravy především
v severozápadní Evropě ve dnech 15. –
17. dubna 2010 včetně uzavření vzdušného prostoru v téměř celé Evropě.
Erupce vulkánu Eyjafjallajökull (nahoře) a dnešní podoba sopky (dole).
Objemy vyvrženého sopečného materiálu u známých erupcí v historické a prehistorické době.
Žebříčku vévodí supervulkány Toba na Sumatře v Indonésii a kaldera Yellowstone, které však
explodovaly již ve starších čtvrtohorách (v pleistocénu) před 75 tis. a 640 tis. lety.
Autoři textu:
Dr. Tomáš Lehotský
Dr. Vladimíra Jašková
Dr. Kamil Kropáč
Autoři fotografií:
Prof. Antonín Přichystal
Jan Špás
www.wikipedia.cz
© Tomáš Lehotský, Vladimíra Jašková, Kamil Kropáč
24
Otázky a úkoly k zamyšlení
1. Promyslete, jak je možné, že dnes těžíme na povrchu hlubinné horniny (např. žulu),
které utuhly v hloubkách několik km?
2. Ve školním atlase vyhledejte pozici a nadmořské výšky známých evropských a světových sopek uvedených v tomto učebním textu.
3. Pokus se s pomocí školního atlasu určit, která aktivní sopka je k tvému domovu
vzdušnou čarou nejblíže.
4. Sopka Eyjafjallajökull se kromě způsobených potíží v letecké dopravě proslavila
také jako jazykolam, který potrápil nejednoho moderátora večerních zpráv. Přesto, že
je dnes slavná, na Islandu se nacházejí mnohem významnější, smrtelně nebezpečné
sopky. Znáš názvy alespoň tří z nich?
5. Vzhledem k převažujícímu západnímu proudění vzduchu ve Střední Evropě představují pro ČR větší hrozbu právě islandské sopky než sopky ve Středomoří. Zmiňována bývá zejména jedna lineární sopka (trhlina), která po erupci v r. 1783 způsobila
úmrtí mnoha set lidí po celé Evropě a vymření 1/5 populace Islandu na hladomor. Ještě napovíme, že vyprodukovala patrně největší lávový proud historické doby. Víš, o
kterou sopku na obrázku se jedná?
6. Erupce sopek mají bezesporu extrémní ničivý potenciál. Paradoxně však jsou zároveň užitečné. Pokus se popřemýšlet, jaký pozitivní efekt může mít vulkanismus pro
člověka a jiné organismy.
7. Nejvyšší horou ve sluneční soustavě je sopka o průměru kužele téměř 630 km a
výšce přibližně 25 km. Znáš její název a víš, kde se nachází?
8. V tomto učebním textu je uvedeno hned několik autentických fotografií sopečných
katastrof, ale pouze na jedné z nich je zachycena skutečná lidská oběť (sádrové odlitky
v Pompejích nemyslíme). Nalezl si ji?
25
Přílohy – model sopky a badatelské úkoly
26
Badatelský úkol 1
Název úkolu
Simulujeme sopečné erupce
Nejdříve si budeme muset vyrobit naše modelové sopečné kužely. U
štítové sopky budeme postupovat tak, že na pevnou podložku (např.
z lepenky) umístíme nízkou plastovou nádobku – nejlépe od kinofilmu a kolem ní několik nízkých koulí ze zmuchlaných novin. Vše
upevníme pomocí izolepy. Po vytvarování plochého kužele překryjeme alobalem, který proděravíme v místě našeho kráteru (tedy filmovky). Alobal můžeme mírně zkrabatit. Aby náš vulkán vypadal
více přirozeně, můžeme alobalový kužel natřít lepidlem, jemně posypat pískem a přestříkat černou barvou ve spreji.
Dílčí úkoly
Obdobně budeme postupovat i u modelu stratovulkánu. Jen střední
nádoba bude vyšší (alespoň 3x než filmovka, ovšem při stejném
průměru – např. sklenice od kečupu).
Nejjednodušší a nejbezpečnější způsob, jak modelovat sopečné
erupce je smíchání octa, jedlá sody a několika kapek tekutého mýdla
nebo přípravku na mytí nádobí. Nejdříve do octa přidáme červené
potravinářské barvivo, aby se výsledná tekutina přiblížila vzhledu
lávy. Do filmovky štítové sopky nasypeme jedlou sodu, přidáme
trochu tekutého mýdla nebo přípravku na mytí nádobí a směs zalejeme červeně obarveným octem. Pozorujeme, jak „láva“ vytéká
z kráteru.
Doba trvání
Výroba modelů sopek 60-70 minut, vlastní pokus 15-20minut
Obtížnost
3
Prostředí
Úkoly na doma – úkoly do přírody – úkoly do laboratoře – úkoly s
dospělými
Lepenka, staré noviny, alobal, filmovka nebo jiná podobná nádobka,
nůžky, ocet, jedlá soda, červené potravinářské barvivo, tekuté mýdlo nebo přípravek na umývání nádobí. Fakultativně lepidlo, štěteček, písek a černá barva ve spreji.
Pomůcky
27
Badatelský úkol 2
Název úkolu Sestavte si papírový vrstevnicový model Hory Sv. Heleny
Sestavte si vrstevnicový model Hory Sv. Heleny podle přiloženého nákresu.
Postupovat budeme tak, že si vystřihneme z papíru (nebo kartonu) jednotlivé
vrstvy hory. Ty potom překreslíme na lepenku a jednotlivé části z lepenky
vyřežeme. Podle nákresu je nalepíme na sebe a celek umístíme na pevnější
podložku. Výsledný model porovnejte s fotografiemi sopky. Zjistíte, kterým
směrem vytékala láva?
Dílčí úkoly
Doba trvání
70 minut
Obtížnost
5
Prostředí
Úkoly na doma – úkoly do přírody – úkoly do laboratoře – úkoly s dospělými
Pomůcky
Karton, lepenka, tužka, nůžky, ostrý nožík, lepidlo, vrstevnicová mapa Hory
Sv. Heleny
28
Badatelský úkol 3
Název úkolu
Jak vzniká kaldera?
Dílčí úkoly
Pokusíme se o modelovou situaci výbuchu sopky za vzniku kaldery.
Jak budeme postupovat? Na dno lepenkové krabice položíme noviny a na ně doprostřed bedýnky umístíme malý nejlépe červený nafouknutý balónek, který bude představovat magmatický krb. Na
balónek nasypeme z hladké mouky kužel, až balonek dokonale zakryjeme. Pak jehlou balonek propíchneme a pozorujeme, co se bude
dít. Pokud se vše bude dít tak, jak má – pak se nejdříve nad naši
sopkou vznese oblak prachu (explozivní typ erupce) a hned na to se
do uvolněného prostoru po balonku sesune část kužele. Demonstrovali jsme tak vznik kaldery.
Popis modelové situace: Tlak vzduchu v balonku drží i tvar vulkánu, po uvolnění plynu dojde ke gravitačnímu kolapsu sopečného
kužele, struktura vzniklá po kolapsu má přibližně kruhový tvar. Naše pozorování si zapíšeme a zakreslíme do badatelského deníku.
Doba trvání
30 minut
Obtížnost
4
Prostředí
Úkoly na doma – úkoly do přírody – úkoly do laboratoře – úkoly s
dospělými
Lepenková krabice (větší), červený nafukovací balonek, hladká
mouka, jehla, zápisník.
Pomůcky
29