Sopečné překvapení: Proč některé erupce přijdou rychle a jiné se chystají týdny?
Pamatujete si, jak jste naposledy zatřásli lahví s perlivou vodou a pak ji otevřeli? Ten pocit, kdy vám všechno vyprskne do obličeje? No, vědci teď zjistili, že sopky jsou vlastně obří verzí takových lahví — a pochopení toho, jak se "třesou", by mohlo zachránit tisíce životů.
Tým z Cornellské univerzity právě publikoval výzkum, který mění náš pohled na sopečné erupce. Jejich terčem byla Etna na Sicílii — jedna z nejaktivnějších sopek planety, která ale zároveň působí, jako by měla schizofrenii.
Dvě erupce, dva naprosto odlišné příběhy
Tady přichází to zajímavé. Vědci prozkoumali dvě velké erupce Etny, které od sebe nedělí žádné miliony let. První proběhla kolem roku 122 před naším letopočtem, druhá zhruba před čtyřmi tisíci lety. Jenže způsob, jakým se obě odehrály, nemohl být odlišnější.
Erupce z roku 122 před Kristem byla pořádný chlápek — dosáhla takzvané pliniovské úrovně, tedy té nejexplozivnější kategorie. (Jméno dostala po Pliniovi Starším, který legendárně popsal, jak Vesuv v roce 79 našeho letopočtu vypustil apokalypsu.) Jenže tenhle výbuch nezačal žádným náhlým odpálením.
Magma se začalo zvedat z hloubky kolem 22 kilometrů. Pro představu — to je zhruba jako kdyby něco stoupalo od nás až k hranici vesmíru. Místo toho ale magma nezrychlilo, jak byste čekali. Pomalu se sunulo nahoru, pak se prakticky zastavilo a "viselo" ve dvou až pěti kilometrech pod povrchem několik týdnů.
Představte si to — celé týdny se tlak stupňoval, zatímco magma tam lenivě sedělo a pomalu uvolňovalo plyny. Jako pomalu splaskávající balonek. A pak teprve přišel ten velký bum.
Teď to vemte obráceně
Erupce zvaná Fall Stratified zhruba před čtyřmi tisíci lety? Úplně jiný vesmír.
Magma stouplo z ještě větší hloubky — 24 až 30 kilometrů — a dorazilo na povrch během několika hodin.
Hodin. Ne dnů, ne týdnů. Hodin.
Co způsobuje takový rozdíl? Podle profesora Estebana Gazela, který výzkum vedl, jde o to, jaké plyny byly v magmatu rozpuštěny.
Neviditelná přísada: Plyn
Tady to začíná být pořádně vědecké, ale vydržte — je to vážně fascinující.
V sopkách se skrývají takzvané volatilní látky — plyny jako voda a oxid uhličitý, které jsou uvězněné v roztavené hornině. Jsou to vlastně takové bublinky ve vaší sodovce. Když se podmínky změní, tyto plyny se mohou od magmatu oddělit bleskově rychle — a právě to vytváří tlak vedoucí k explozím.
Výzkumný tým vyvinul techniku s použitím Ramanovy spektroskopie, kterou zkoumal mikroskopické krystaly vzniklé uvnitř magmatu. Tyto krystaly obsahují nepatrné plynové bublinky — tak malé, že představují jen jedno až deset procent tloušťky lidského vlasu. Analýzou těchto bublinek dokázali určit tlak, z toho hloubku, a z toho celý příběh erupce.
Co zjistili? Erupce, která proběhla během hodin, měla mnohem vyšší obsah oxidu uhličitého. Erupce, která se připravovala týdny, byla řízena spíše vodou.
Některé sopky jsou hlavně na CO₂ (třeba ty na oceánských ostrovech), jiné dominuje voda (typicky sopky v subdukčních zónách). Ale Etna? Etna má obojí, a obě složky mezi sebou svádějí tichý souboj. Když vyhraje CO₂, věci se dějí rychle a v hloubce. Když převezme kontrolu voda, dějí se pomaleji a u menších hloubek.
Proč by nás to mělo zajímat?
Tady přichází ten důležitý bod. Když vědci dokážou zjistit, co se děje pod povrchem sopky, mohou lépe předpovídat, jaký typ erupce přijde.
Představte si, že byste mohli říct, jestli sopka směřuje k události trvající týdny, která lidem dá čas na útěk — nebo jestli se chystá vystřelit magma z hlubin během několika hodin, prakticky bez varování. Taková informace by mohla doslova zachránit tisíce životů.
Profesor Gazel přirovnává sopky k lahvím s limonádou, což je skvělá paralela. Otevřete ji opatrně — a nalijete si příjemný nápoj. Protřepete ji nejdřív — a máte explozi. Jeho laboratoř se snaží přijít na to, jak moc je to pod povrchem Země protřepáno.
Co si odnést
Etna může z povrchu působit jako přívětivý obr — léta aktivně chrlí lávu a je dokonce populární turistickou destinací. Ale když se podíváte trochu hlouběji (doslova), zjistíte, že jde o sopku s mnoha tvářemi, schopnou naprosto rozdílného chování podle toho, jaké neviditelné chemické souboje probíhají míle pod našima nohama.
Příště až budete otevírat láhev sodovky, vzpomeňte si, že někde v Itálii dělá planeta něco podobného — jen v trochu větším měřítku. A díky vědcům, kteří se nebojí zkoumat krystaly tenčí než lidský vlas, se pomalu učíme číst varovné signály.
Docela působivé, co říkáte?