Vypracoval: L. Petrovič

 

 

 

Sopečná činnosť alebo vulkanizmus sú javy, ktoré súvisia s vystupovaním magmy z hlbších častí Zeme (astenosféry, prípadne až z hranice spodného plášťa) do vrchnej časti zemskej kôry (litosféry) alebo až na povrch, a so vznikom vyvretých hornín, ako aj ostatných vulkanických fenoménov. Rozlišuje sa:

 

 

  • hlbinný vulkanizmus - plutonický (procesy prebiehajúce vo väčších hĺbkach pod zemským povrchom)

  • povrchový vulkanizmus - neptunický (procesy prebiehajúce na zemskom povrchu, alebo tesne pod ním).

 

 

Pod pojem sopečná činnosť patrí vznik všetkých typov sopiek, všetky formy sopečných erupcií, vznik všetkých vyvretých telies, činnosť gejzírov, horúcich prameňov a emisie horúcich plynov a pár z fumarol. Sopečná činnosť vyvoláva aj otrasy zeme, ktoré sú zvyčajne menšieho rozsahu, lebo majú vysoko položené ohnisko.

 

S vulkanizmom je spojený aj ekonomický význam, nakoľko veľa významných ložísk rudných aj nerudných surovín je viazaných na vulkanické oblasti (dobrým príkladom sú ložiská polymetalických a drahokovných rúd v Slovenskom stredohorí - okolie Banskej Štiavnice a Kremnice, ktoré sú výsledkom treťohornej sopečnej činnosti).


 

Príčiny a výskyt sopečnej činnosti


Roztavená hornina sa nazýva magma. Tvoria ju spravidla viaceré zložky, ktoré majú plynné, kvapalné aj pevné skupenstvo. Magma, ktorá vystúpi na povrch sa označuje láva. Tak ako väčšina procesov vo vnútri Zeme, aj dynamika magmy je zle preskúmateľná priamymi pozorovaniami. Napriek tomu je však známe, že erupcia môže nasledovať po prechode magmy cez kôru pod sopku, kde vypĺňa miesto, zvané magmatický krb. Vznik magmy súvisí so stavbou Zeme, hlavne s plášťom a zemskou kôrou, ktorá leží nad ním. Zemský plášť by mal mať zloženie z 3/4 peridotit a z 1/4 bazaltu. Plášť je väčšinou v tuhom skupenstve a magma sa v ňom tvorí len zriedka, ak dôjde k jeho nahriatiu, ktoré presiahne teplotu tavenia minerálov v jeho horninách. Termálne prúdy poháňajúce tektonické platne môžu spôsobiť takéto nahriatie plášťa, ktoré potom spôsobí preteplenie oblasti v nadložnej zemskej kôre. Miesto preteplenia plášťa sa nazýva plášťová anomália. Magma (tavenina), ktorá pri takomto preteplení vzniká je ľahšia ako okolité horniny a má preto tendenciu prenikať smerom nahor. Nezriedka sa pri prechode kôrou výrazne pozmení v dôsledku vzájomného pôsobenia s horninami, cez ktoré preniká. Magmatický krb, ktorý je zásobníkom magmy môže mať rôznu pozíciu v závislosti od toho, či sa nachádza v kôre kontinentov alebo oceánov. V kontinentálnej litosfére, ktorá je hrubšia, ale ľahšia, zvyknú vznikať magmatické krby v hĺbke okolo 20 – 30 km. V oceánskej litosfére, ktorá je ťažšia, ale tenšia, sa umiestňujú v hĺbke 60 – 80 km. Keď sa magma prenikajúca z plášťa zastaví v magmatickom krbe, dochádza v oblasti spodnej kôry k takzvanému podstlaniu (angl. underplating). Horúca magma bazaltového zloženia, pochádzajúca z plášťa natavuje nadložné kôrové horniny, dochádza k frakčnej kryštalizácii za vzniku redšej taveniny, ktorá sa zastaví asi 7 – 8 km hlboko. Aj v tejto oblasti sa magma ďalej diferencuje. Výstup magmy z krbu na povrch môže byť pokojný – efuzívny, alebo môže maťexplozívny charakter (ak dôjde k rýchlemu poklesu teploty, z magmy sa rýchlo uvoľnia rozpustené plyny, čo vyvolá obrovský tlak, prípadne je tento tlak spôsobený premenou vody z okolia výstupu na vodnú paru). Produktmi efuzívnej erupcie sú hlavne lávové prúdy, pri explozívnej sa pridávajú rôznevulkanoklasty (sopečný popol, pemza, lávové bomby). Pravdepodobne najznámejším sopečným útvarom je kráter. Je to približne kruhový útvar, v strede ktorého ústi sopečný komín. Môže nadobúdať veľké rozmery, ak sa dôsledkom silnej erupcie prepadnú jeho steny, tak sa nazývakaldera. Z krátera je magma vyvrhovaná do okolia. Kráter je obvykle umiestnený na vrchole sopky, sopka má často tvar kužeľovej hory. Ak je sopka príliš vysoká, niekedy sa tvoria parazitické (bočné)krátery na úbočiach. Ďalšie sopečné útvary sa dajú objaviť po erodovaní vrchných vrstiev sopky – rôzne lávové žily (nazývané dajky, alebo neky), dómy, jaskyne vytvorené sopečnými kanálmi, a mnoho iných.


http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:Okraje_tektonickych_platni.png

 

 

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 nazývavulkanológia. Iné formy sú bahnové sopky (tieto, až na pár výnimiek nesúvisia so sopečnou činnosťou) a ľadové sopky (vyskytujú sa na niektorých mesiacoch slnečnej sústavy – Europa, Enceladus, Triton, Titan).


http://www.sci.muni.cz/~herber/volcano.htm

 

 

Klasifikácia sopiek


Sopky (alebo sopečná činnosť) sa rozdeľujú podľa viacerých faktorov:

 

  • podľa eruptovaného materiálu

  • podľa priebehu erupcií

  • podľa tvaru

  • podľa aktivity


 

Eruptovaný materiál


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.


 

Morfologické typy sopečných erupcií


Podľa objemu, správania eruptujúcej lávy a vonkajších prejavov erupcie rozlišujeme nasledujúce typy:

 

  • hawajská (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)

  • islandská (pokojná erupcia rýchlo chladnúcej lávy) 


http://www.britannica.com/EBchecked/media/3256/The-major-types-of-volcanic-eruptions

 

 

Formy a stavba sopiek s centrálnou erupciou


Štítový vulkán


Sopky produkujúce veľké množstvá rýchlo tečúcich láv s nízkou viskozitou budujú hory tvaru štítu, často s viacerými kalderami rôzneho veku. Tvoria ich väčšinou mafické horniny ako sú bazalty alebo trachyty. Takéto sopky majú širokú základňu a nízky uhol náklonu úbočia. Lávové prúdy dosahujú značnú dĺžku. Jeden z najdlhších lávových prúdov – 120 km v priemere vyprodukovala sopka Mauna Loa na Havaji. Havajské ostrovy sú veľmi názorným príkladom štítových vulkánov. Mauna Loa je vôbec najväčšia sopka na Zemi, s celkovým objemom 74 000 km³. Štítový vulkán je aj Olympus Mons, najvyššia hora v slnečnej sústave. Menšie verzie štítových vulkánov sú lávové kužele alebo lávové kopy.


 

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 9 000 m odo dna mora.


 

Stratovulkán


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.


 

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 sopkaKrakatoa v Indonézii.


 

Podmorské vulkány


Podmorský vulkanizmus je hlavný fenomén stredooceánskych chrbtov. Väčšina erupcií je nepozorovateľná na hladine, dajú sa detegovať hydrofónmi. Častá forma sú príkre stĺpy, len ojedinele sa tvoria sopečné ostrovy. Charakteristický tvar lávových prúdov sú tzv. pillow(poduškové) lávy.


 

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 ajtabuľové hory, v Britskej Kolumbii je zaužívaný lokálny názov tuya.


http://www.ukgeohazards.info/pages/eng_geol/volcanic_geohazard/eng_geol_volcanic_diag.htm

 

 

Vulkanické (lávové) 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.


 

Kaldera


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.


 

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.

 

 

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 stredooceánskych chrbtoch do priestoru medzi nimi neustále vniká nová magma, tvorená najmä bazaltami.


 

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.


 

Predpovedanie vulkanickej činnosti


V súčasnosti vedci nedokážu presne predpovedať, kedy niektorá sopka vybuchne, aj keď indície o možnej erupcii nie je ťažké získať (ide skôr o predpoveď, kedy presne nastane erupcia). Na to sa využívajú nasledovné indície:

 

  • 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. 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 pokoja.

  • Zvýšená emisia plynov – ako magma stúpa k povrchu, klesá v nej tlak, čo spôsobí jej degazáciu. Celý proces sa podobá otvoreniu sódovkovej fľaše. Zvýšenie emisií oxidu siričitého (SO2), ako jedného z hlavných sopečných plynov, je jedným z hlavných oznamovateľov prísunu veľkého množstva magmy blízko k povrchu.

  • 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.

     

 

 

Použitá literatúra:


Kol., 2009: The Encyklopedia of Earth, Weldon Owen Pty Ltd.

Ľ. Mičian 2003: Vybrané partie z fyzickogeografickej regionalizácie, PF UK, Bratislava


 

Zdroje obrázkov:


http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:Okraje_tektonickych_platni.png

http://www.sci.muni.cz/~herber/volcano.htm

http://www.britannica.com/EBchecked/media/3256/The-major-types-of-volcanic-eruptions

http://www.ukgeohazards.info/pages/eng_geol/volcanic_geohazard/eng_geol_volcanic_dia

g.htm