Dotaz

Na povrchu je můžeme pozorovat v podobě sopečné nebo hydrotermální aktivity, úniků horkých plynů či menších doprovodných zemětřesení. Abychom si mohli zodpovědět otázku, jak se projevy vulkanismu rodí, musíme se podívat do nitra naší planety a vysvětlit si několik zákonitostí. Kdybychom rozřízli Zemi, viděli bychom, že se skládá z několika částí. Můžeme je rozdělit na pevnou zemskou kůru, zemský plášť a jádro.

Ze studia rychlosti šíření zemětřesných vln bylo zjištěno, že se v hloubce asi 60–250 km pod zemským povrchem nachází zóna snížených rychlostí těchto vln neboli astenosféra. Ta společně se zemskou kůrou tvoří celek nazývaný litosféra. Pro prostředí astenosféry je díky částečnému natavení typická zvýšená plasticita hornin. V zemském plášti působí fyzikální děj zvaný konvekce. Umožnuje migraci zde přítomného rozžhaveného magmatu (tedy roztavených hornin) ve stoupajících či klesajících proudech. Konvekční proudění můžeme pozorovat i u vařící se vody v hrnci přiklopeném pokličkou.

K doplnění našeho modelu se musíme podívat do oblasti zemské kůry. Zemská kůra obalující naši planetu se dělí na oceánskou a kontinentální. Důležité je uvědomit si, že není celistvá, ale je rozdělena na bloky, kterým se říká litosferické desky. Konvekční proudění magmatu a plastické vlastnosti astenosféry způsobují, že se tyto desky pohybují. Dnes nejuznávanější teorie, vysvětlující pohyb litosferických desek a současně vznik nové a zánik staré zemské kůry, se jmenuje teorie deskové tektoniky. Pojďme se na ni podívat trochu blíže.

Litosferické desky se mohou pohybovat proti sobě, od sebe či souběžně. Díky tomuto chování vzniká několik typů rozhraní, z nichž uveďme dvě nejdůležitější. Prvním je divergentní rozhraní, kdy se od sebe desky oddalují a umožňují tak výstup magmatu, které skrze vulkanické projevy dává vzniknout nové zemské kůře. Typickým příkladem je Středoatlantický hřbet, táhnoucí se zhruba severojižním směrem na dně Atlantického oceánu.

Konvergentní rozhraní je hranice mezi deskami, kde dochází k podsunování jedné desky (zpravidla té těžší) pod druhou – zemská kůra zde tedy zaniká. Příkladem může být podsouvání desky Nazca pod kontinentální jihoamerickou desku. I tento proces je doprovázen vulkanismem, jak dokazuje zde přítomné pásemné pohoří And. Obecně lze říci, že díky větší hustotě se při styku oceánské a pevninské desky podsouvá zpravidla ta oceánská. To také vysvětluje fakt, že oceánská kůra je oproti kontinentální mnohem více dynamická a její nejstarší známé části jsou staré „pouhých“ 600 milionů let.

Nejčastější výskyty vulkanické činnosti se váží právě na aktivní okraje litosferických desek. Kromě nejnápadnějších projevů, jako je tvorba sopek, lze mezi vulkanické jevy zařadit i výše zmiňované výrony horkých plynů, hydrotermální aktivitu, případně menší zemětřesení.

Sopky a jejich vznik

V důsledku vulkanických pochodů se pod zemským povrchem i nad ním tvoří rozmanitá tělesa a struktury. Jejich tvar a charakter závisí na mnoha faktorech – na složení výchozího magmatu, na povaze rozhraní litosferických desek, na tom, zda k vulkanické činnosti dochází pod mořskou hladinou, či nikoli, a na dalších fyzikálních i geologických vlastnostech prostředí.

Nejnápadnějším výsledkem vulkanické činnosti jsou vulkány neboli sopky. Jak vlastně sopky vznikají? Jsou-li horniny v zemském plášti dostatečně nataveny, mohou díky změnám hustoty stoupat k zemskému povrchu v podobě takzvaných diapirů. Na spodní bázi litosféry se pak vytvářejí magmatické krby s velkým obsahem taveniny. Dojde-li zde k nahromadění dalšího magmatu, jehož množství překračuje únosnou tlakovou a teplotní mez, může si magma prorazit cestu až na povrch. Naopak z magmatu, které si tuto cestu nenajde, mohou vznikat podpovrchová vulkanická tělesa.

Na zemském povrchu se magma mění ve vytékající lávu a v místě výlevu se může vytvořit sopka. Komín přivádějící magma z krbů na zemský povrch se pak nazývá sopouch. Abychom si přiblížili mechanismus výlevu sopky, představme si tlakový (Papinův) hrnec s ventilem pro odpouštění přebytečné páry. Sopky fungují na podobném principu – „odpouštějí“ přebytečnou podpovrchovou taveninu. Proto jsou jejich exploze a výlevy lávy občasné a zdánlivě nečinná sopka se může znenadání probudit k životu.

Výše jsme si popsali, že výskyt sopek je vázán převážně na litosferická rozhraní. Existují však výjimky. Jednou z nich je sopečné Havajské souostroví. Pokud nahlédneme do mapky litosferických desek, zjistíme, že se nenachází na žádném rozhraní, ale ve středu pacifické desky. Tento typ vulkanismu bývá označován jako vnitrodeskový. Většina vědců se domnívá, že magma, jímž jsou v těchto místech zásobovány mořské sopky, pochází z větších hloubek spodního pláště – z míst zvaných horké skvrny neboli „hot spots“.

Přesný mechanismus, jakým tyto vnitrodeskové vulkány vznikají, není doposud uspokojivě objasněn. Předpokládá se však, že poloha horkých skvrn ve spodním plášti je stálá. Máme tak další důkaz, že se litosferické desky pohybují. Je to patrné, když se podíváme na Havajské souostroví na mapě. Vidíme, že se skládá z několika sopečných ostrovů seřazených ve směru pohybu oceánské desky.

Samotné sopky se dělí podle mnoha kriterií. Záleží na jejich tvaru, složení vytékající lávy, místě jejich vzniku, jestli jsou výlevné, nebo výbušné, jaký mají typ exploze a podobně. Základní rozdělení je na sopky výlevné (láva o teplotě 750–1300 °C vytéká v podobě lávových proudů na povrch), výbušné (kráter sopky vyvrhuje do svého okolí úlomky hornin, souhrnně označovaných jako pyroklastika) a složené neboli stratovulkány (zde se výtok lávy střídá s vyvrhováním pyroklastik).

Nedílnou součástí sopečné erupce je tvorba sopečného popela, který může setrvávat v atmosféře po dlouhou dobu. Kromě narušení letecké dopravy, k jakému došlo kupříkladu nedávno při probuzení sopky Eyjafjallajökull na Islandu, mohou erupce také přímo ovlivnit životní prostředí. V minulosti Země existuje řada období, kdy vulkanismus díky výronu plynů (převážně oxidu uhličitého) a velkému obsahu popela v atmosféře významně ovlivňoval klima na naší planetě.

Po ukončení sopečné činnosti jsou na zemském povrchu patrné rozličné struktury. Mezi nejznámější úkazy patří třeba takzvaná kaldera, vznikající propadem kuželu vyhaslé sopky. Propadlina se může posléze zaplnit vodou a vytvořit jezero vulkanického původu. Sopečná činnost za sebou mimo mnohdy bizarních útvarů zanechává také charakteristické vyvřelé horniny. Vedle známého čediče se můžeme setkat i s netradičními horninami sklovité či pemzovité (pórovité) stavby.

Ke krásným příkladům přeměny vytékající lávy patří polštářovité lávy v mořském prostředí nebo čedičovitá odlučnost na pevnině. Tu dobře ilustruje u nás snad nejznámější čedičový útvar Panská skála, nacházející se u Kamenického Šenova na rozhraní Českého Středohoří a Lužických hor.