Sopka

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. září 2022; kontroly vyžadují 3 úpravy .

Sopka (z lat.  Vulcanus ) - výlevný geologický útvar, který má vyústění (průduch, kráter , kaldera ) nebo trhliny, z nichž se z útrob planety nebo již dříve dostaly na povrch žhavá láva a sopečné plyny . Vrchovina složená z výlevných hornin [1] .

Sopky se vyskytují na zemské kůře a na jiných planetách , kde se magma dostává na povrch a uvolňuje různé sopečné produkty, které tvoří kopce a hory .

Termín

Slovo „vulkán“ pochází ze jména starořímského boha ohně  – Vulkána ( lat.  Vulcanus nebo lat.  Volcanus [2] ). Jeho dílna byla na ostrově Vulcano (Itálie).

Vulkanologie  je věda, která studuje sopky. Vulkanolog  je vědec, který studuje sopky.

Odvozené pojmy:

Sopečná činnost

Nejintenzivnější vulkanismus se projevuje v následujících geologických prostředích:

Sopky na Zemi jsou rozděleny do dvou typů:

Na souši je asi 900 aktivních sopek (viz seznam největších sopek níže), v mořích a oceánech se jejich počet upřesňuje.

Období sopečné erupce může trvat několik dní až několik milionů let.

Na jiných planetách

Astrofyzici z historického hlediska věří, že vulkanická činnost, způsobená naopak slapovým vlivem jiných nebeských těles, může přispět ke vzniku života . Zejména to byly sopky, které přispěly k vytvoření zemské atmosféry a hydrosféry , přičemž se uvolnilo značné množství oxidu uhličitého a vodní páry . Tak například v roce 1963 se v důsledku erupce podvodní sopky objevil na jihu Islandu ostrov Surtsey , který je v současnosti místem pro vědecký výzkum ke sledování původu života.

Vědci také poznamenávají, že příliš aktivní vulkanismus, jako například na Jupiterově měsíci Io , může způsobit, že povrch planety nebude obyvatelný. Příliš malá tektonická aktivita zároveň vede k mizení oxidu uhličitého a sterilizaci planety. "Tyto dva případy představují potenciální hranice obyvatelnosti pro planety a existují vedle tradičních parametrů životních zón pro hvězdné systémy hlavní posloupnosti s nízkou hmotností " [3] .

Typy sopečných staveb

Obecně se sopky dělí na lineární a centrální , toto rozdělení je však podmíněné, protože většina sopek je omezena na lineární tektonické poruchy ( chyby ) v zemské kůře .

Formy sopek centrálního typu závisí na složení a viskozitě magmatu. Horká a snadno pohyblivá čedičová magmata vytvářejí rozsáhlé a ploché štítové sopky ( Mauna Loa , Mauna Kea , Kilauea ). Pokud sopka periodicky vybuchuje buď lávu nebo pyroklastický materiál , vzniká kuželovitá vrstvená struktura, stratovulkán. Svahy takové sopky jsou obvykle pokryty hlubokými radiálními roklemi  - barrancos. Sopky centrálního typu mohou být čistě lávové, nebo tvořené pouze vulkanickými produkty - sopečná struska, tufy apod. útvary, nebo smíšené - stratovulkány.

Existují také monogenní a polygenní sopky. První vznikla v důsledku jediné erupce, druhá - více erupcí. Viskózní, kyselé složení, nízkoteplotní magma, vytlačované z průduchů, tvoří extruzivní kupole ( jehla Montagne-Pele , 1902 ).

Negativní tvary terénu spojené se sopkami centrálního typu představují kaldery  - velké zaoblené zlomy o průměru několika kilometrů. Kromě kalder jsou zde i velké negativní terénní útvary spojené s vychýlením pod vlivem váhy vybuchnutého sopečného materiálu a tlakovým deficitem v hloubce, který vznikl při vykládání magmatické komory. Takové struktury se nazývají vulkanotektonické deprese . Vulkanotektonické deprese jsou velmi rozšířené a často doprovázejí vznik mocných vrstev ignimbritů  - vulkanických hornin kyselého složení s různou genezí . Jsou lávové nebo tvořené pečenými či svařovanými tufy. Jsou charakterizovány čočkovitými segregacemi vulkanického skla, pemzy, lávy, nazývané fiamme , a tufovou nebo tofovou strukturou základní hmoty . Velké objemy ignimbritů jsou zpravidla spojeny s mělkými magmatickými komorami vzniklými v důsledku tání a nahrazování hostitelských hornin.

Třídění podle formuláře

Tvar sopky závisí na složení lávy, která vybuchne; obvykle se uvažuje o pěti typech sopek [4] :

Sopečná erupce

Sopečné erupce jsou geologické mimořádné události , které často vedou k přírodním katastrofám . Proces erupce může trvat několik hodin až mnoho let.

Erupcí se rozumí proces, kdy se z hlubin dostane na povrch značné množství žhavých a horkých sopečných produktů v plynném, kapalném a pevném stavu. Během erupcí se vytvářejí vulkanické struktury - charakteristická forma vyvýšení, omezená na kanály a trhliny, kterými se produkty erupce dostávají na povrch z magmatických komor. Obvykle mají tvar kužele s vybráním - kráterem nahoře. V případě jejího poklesu a kolapsu vzniká kaldera  - rozlehlá kotlina ve tvaru cirku se strmými stěnami a relativně plochým dnem [6] .

Obecně přijímané hodnocení síly erupce nebo její výbušnosti bez zohlednění individuálních charakteristik sopky se provádí na stupnici indexu vulkanické výbušnosti (VEI) . To bylo navrženo v roce 1982 americkými vědci K. Newhall (CA Newhall) a S. Self (S. Self), což umožňuje poskytnout obecné hodnocení erupce z hlediska dopadu na zemskou atmosféru. Ukazatelem síly sopečné erupce, bez ohledu na její objem a umístění, je ve stupnici VEI objem vyvržených produktů - tefra a výška sloupce popela - eruptivního sloupce [6] .

Mezi různými klasifikacemi vynikají obecné typy erupcí:

Podle vulkanologů se ročně na zemský povrch dostane asi gramů magmatu, sopečného popela, plynů a různých par. Za předpokladu, že vulkanismus Země měl v celé její geologické historii stejnou intenzitu, pak bylo za 5 miliard let vyneseno na její povrch asi gramů sopečných materiálů o hustotě asi 34 kilometrů. Novodobá zemská kůra je tedy výsledkem dlouhodobého zpracování hmoty svrchního pláště zvětráváním, přesrážením a oxidací hornin atmosférou a hydrosférou Země, jakož i přeměnou hornin vitální činnost organismů [7] .

Post-vulkanické jevy

Po erupcích, kdy činnost sopky buď navždy ustane, nebo na tisíce let „zdřímne“, přetrvávají na sopce samotné a jejím okolí procesy spojené s ochlazováním magmatické komory a nazývané post- vulkanické procesy . Tyto zahrnují:

Při erupcích někdy dochází ke zhroucení vulkanické struktury s vytvořením kaldery  - velké deprese o průměru až 16 km a hloubce až 1000 m . Když magma stoupá , vnější tlak slábne, plyny a kapalné produkty s ním spojené proniknou na povrch a vybuchne sopka. Pokud se na povrch nedostane magma, ale prastaré horniny a mezi plyny převažuje vodní pára vzniklá při zahřívání podzemní vody, pak se taková erupce nazývá freatická .

Láva, která vystoupila na zemský povrch, nevychází vždy na tento povrch. Pouze zvedá vrstvy sedimentárních hornin a tuhne ve formě kompaktního tělesa ( laccolith ), tvořící zvláštní systém nízkých hor. V Německu mezi takové systémy patří regiony Rhön a Eifel . Na posledně jmenovaném je pozorován další post-vulkanický jev v podobě jezer, která vyplňují krátery bývalých sopek, kterým se nepodařilo vytvořit charakteristický sopečný kužel (tzv. maary ).

Gejzíry se nacházejí v oblastech se sopečnou činností, kde se žhavé horniny nacházejí blízko povrchu země. V takových místech se podzemní voda zahřeje na bod varu a do vzduchu se periodicky vrhá fontána horké vody a páry. Na Novém Zélandu a Islandu se k výrobě elektřiny využívá energie gejzírů a horkých pramenů. Jedním z nejznámějších gejzírů na světě je Old Faithful Geyser v Yellowstonském národním parku (USA), který každých 70 minut vystřelí proud vody a páry do výšky 45 m .

Bahenní sopky jsou malé sopky, kterými se na povrch nedostane magma, ale tekuté bahno a plyny ze zemské kůry. Bahenní sopky jsou mnohem menší než běžné sopky. Bahno obvykle přichází na povrch studené, ale plyny vybuchované bahenními sopkami často obsahují metan a mohou se během erupce vznítit a vytvořit tak obraz podobný miniaturní erupci obyčejné sopky.

V Rusku jsou bahenní sopky běžné na Tamanském poloostrově ; vyskytují se také na Krymském poloostrově , na Sibiři , poblíž Kaspického moře , na Bajkalu a na Kamčatce . Na území Eurasie se bahenní sopky často vyskytují v Ázerbájdžánu , Gruzii , Islandu , Turkmenistánu a Indonésii .

Zdroje tepla

Jedním z neřešených problémů projevu vulkanické činnosti je stanovení zdroje tepla nutného pro lokální natavení čedičové vrstvy či pláště. Takové tání musí být vysoce lokalizované, protože průchod seismických vln ukazuje, že kůra a svrchní plášť jsou obvykle v pevném stavu. Kromě toho musí být tepelná energie dostatečná k roztavení velkých objemů pevného materiálu. Například v USA v povodí řeky Columbia ( státy Washington a Oregon ) je objem bazaltů více než 820 tisíc km³; stejné velké vrstvy čediče se nacházejí v Argentině ( Patagonie ), Indii ( Děkanská plošina ) a Jižní Africe (Velká vrchovina Karoo ). V současnosti existují tři hypotézy . Někteří geologové se domnívají, že tání je způsobeno místními vysokými koncentracemi radioaktivních prvků, ale takové koncentrace v přírodě se zdají nepravděpodobné; jiní naznačují, že tektonické poruchy ve formě posunů a zlomů jsou doprovázeny uvolňováním tepelné energie. Existuje další hledisko, podle kterého je svrchní plášť za podmínek vysokých tlaků v pevném stavu a při poklesu tlaku v důsledku praskání dochází k tzv. fázovému přechodu - pevné horniny horninového pláště se roztaví a tekutá láva vytéká z trhlin na zemský povrch.

Mimozemské sopky

Sopky existují nejen na Zemi , ale i na jiných planetách a jejich satelitech. První nejvyšší horou sluneční soustavy je marťanský vulkán Olymp vysoký 21,2 km .

Jupiterův měsíc Io má největší vulkanickou aktivitu ve sluneční soustavě . Délka chocholů hmoty vybuchovaných sopkami Io dosahuje výšky 330 km a poloměru 700 km ( Tvashtar Patera ), lávové proudy - 330 km dlouhé ( sopky Amirani a Masubi ).

Na některých satelitech planet ( Enceladus a Triton ) se při nízkých teplotách vybuchlé „magma“ neskládá z roztavených hornin, ale z vody a lehkých látek. Tento typ erupcí nelze připsat běžnému vulkanismu, proto se tento jev nazývá kryovulkanismus .

Nedávné erupce

Vědci pozorovali erupce na 560 sopkách [8] . Poslední největší z nich jsou uvedeny v seznamu:

Nejvyšší sopky na Zemi

Největší oblasti sopečné činnosti jsou Jižní Amerika , Střední Amerika , Jáva , Melanésie , Japonské ostrovy , Kurilské ostrovy , Kamčatka , severozápadní část USA , Aljaška , Havajské ostrovy , Aleutské ostrovy , Island atd.

Seznam nejvyšších aktivních sopek
Název sopky Umístění Výška, m Kraj
Ojos del Salado Chilské Andy 6887 Jižní Amerika
Llullaillaco Chilské Andy 6723 Jižní Amerika
San Pedro Střední Andy 6159 Jižní Amerika
Cotopaxi Rovníkové Andy 5911 Jižní Amerika
kilimandžáro Masajská náhorní plošina 5895 Afrika
mlhavý Střední Andy (jižní Peru ) 5821 Jižní Amerika
Orizaba Mexické vysočiny 5700 Severní a Střední Amerika
Elbrus Velký Kavkaz 5642 Evropa [12]
popocatepetl Mexické vysočiny 5455 Severní a Střední Amerika
Sangay Rovníkové Andy 5230 Jižní Amerika
Tolima Severozápadní Andy 5215 Jižní Amerika
Ključevskaja Sopka poloostrov Kamčatka 4850 Asie
Rainier Kordillery 4392 Severní a Střední Amerika
Tahumulco Střední Amerika 4217 Severní a Střední Amerika
mauna loa o. Havaj 4169 Oceánie
Kamerun Masiv Kamerun 4100 Afrika
Erciyes Anatolská náhorní plošina 3916 Asie
Kerinci o. Sumatra 3805 Asie
Erebus o. Ross 3794 Antarktida
Fujiyama o. Honšú 3776 Asie
Teide Kanárské ostrovy 3718 Afrika
Sedm o. Jáva 3676 Asie
Ichinskaya Sopka poloostrov Kamčatka 3621 Asie
Kronotskaja Sopka poloostrov Kamčatka 3528 Asie
Korjakskaja Sopka poloostrov Kamčatka 3456 Asie
Etna o. Sicílie 3340 Evropa
Shiveluch poloostrov Kamčatka 3283 Asie
Vrch Lassen Kordillery 3187 Severní a Střední Amerika
Liaima Jižní Andy 3060 Jižní Amerika
apo o. Mindanao 2954 Asie
Ruapehu Nový Zéland 2796 Austrálie Oceánie
paektusan Korejský poloostrov 2750 Asie
Avachinskaya Sopka poloostrov Kamčatka 2741 Asie
Alaid Kurilské ostrovy 2339 Asie
Katmai Aljašský poloostrov 2047 Severní a Střední Amerika
tyatya Kurilské ostrovy 1819 Asie
Haleakala o. Maui 1750 Oceánie
Hekla o. Island 1491 Evropa
Montagne Pele o. Martinik 1397 Severní a Střední Amerika
Vesuv Apeninský poloostrov 1277 Evropa
Kilauea o. Havaj 1247 Oceánie
Stromboli Liparské ostrovy 926 Evropa
Krakatoa Sundský průliv 813 Asie
Taal Filipíny 311 Jihovýchodní Asie

Seznam největších erupcí v historii Země je neustále aktualizován tak, jak je problematika studována [13] .

V kultuře

Význam pro ekonomiku

Fumarolické plyny a vulkanické magma obsahují velké množství rhenia , india , vizmutu a dalších vzácných prvků. Existují projekty na využití fumarolických plynů a vulkanického magmatu k extrakci vzácných prvků z nich [14] [15] [16] [17] .

Takzvaný římský beton (opus caementicium) se vyrábí z vulkanických produktů, proslulých svou odolností [18] [19] .

Viz také

Poznámky

  1. Sopka // Geologický slovník. - T. 1. - Petrohrad. : VSEGEI , 2017. - S. 181.
  2. Sopka / E. M. Shtaerman  // Mýty národů světa  : Encyklopedie. ve 2 svazcích / kap. vyd. S. A. Tokarev . - 2. vyd. - M  .: Sovětská encyklopedie , 1987. - T. 1: A-K. - S. 253.
  3. „Při hledání obyvatelných planet je třeba vzít v úvahu sopky“, článek ze dne 17. 6. 2009 na oficiálních stránkách Archivní kopie z 8. června 2011 na Wayback Machine Ruské akademie věd
  4. Auf dem Campe, 2013 , str. 52.
  5. Auf dem Campe, 2013 , str. padesáti.
  6. ↑ 1 2 Katastrofy v přírodě: sopky - Batyr Karryev - Ridero . ridero.ru Získáno 8. prosince 2016. Archivováno z originálu 14. srpna 2019.
  7. O. V. Bogdankevich - Přednášky o ekologii. — M.: FIZMATLIT, 2002, s.77.
  8. Co víme o sopkách . "postnauka.ru". Získáno 16. 8. 2016. Archivováno z originálu 2. 2. 2017.
  9. Nejsilnější sopečné erupce ve 20. století . Získáno 18. října 2008. Archivováno z originálu 22. května 2009.
  10. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nejsilnější sopečné erupce ve 20. století . Získáno 18. října 2008. Archivováno z originálu 24. května 2009.
  11. Sopky Kamčatky (nepřístupný odkaz) . kamchatka.org.ru. Získáno 1. 4. 2017. Archivováno z originálu 22. 5. 2018. 
  12. Podle jiných zdrojů - Asie (viz Hranice mezi Evropou a Asií ).
  13. „Velikost a frekvence největších výbušných erupcí na Zemi“ . Získáno 25. července 2017. Archivováno z originálu dne 25. července 2017.
  14. Aprodov V. A. Sopky. - M .: Myšlenka, 1982. - 361 s.
  15. Sinegribov V.A. Dary podsvětí // Chemie a život . - 2002. - č. 8 .
  16. Kremenetsky A. Plant on the volcano  // Věda a život . - 2000. - č. 11 .
  17. Vladimír Bodyakin. Sopky obohatí Rusko // Technika pro mládež . - 2017. - č. 7-8 . - S. 10-13 .
  18. V. A. Kochetov - Římský beton.
  19. Marie D. Jackson, Sean R. Mulcahy, Heng Chen, Yao Li, Qinfei Li, Piergiulio Cappelletti, Hans-Rudolf Wenk - minerální cementy Phillipsite a Al-tobermorite vyráběné nízkoteplotními reakcemi vody a hornin v římském mořském betonu.

Literatura

Odkazy