Základní pojmy z vulkanismu

a na který se buď vylévá za vzniku výlevných hornin nebo je explozí rozmetáno na různě velké vulkanické částice. Z nich vznikají následně pyroklastické horniny (tefra, tufy a tufity).

Vulkanizmus je časově i prostorově vázán, na horotvorné neboli orogenetické pochody, které se v průběhu geologické historie Země několikrát opakovaly. Podle vztahu k hlavní horotvorné fázi se rozlišuje vulkanizmus iniciální, subsekventní a finální. Každá fáze těchto vulkanických projevů je typická řadou znaků, mezi než patří např. geotektonická pozice, chemizmus a petrografický charakter vulkanitů.

Dnes můžeme pozorovat výraznou vulkanickou činnost na okrajích litosferických desek, které se od sebe buď vzdalují (rifty) nebo kde dochází k jejich kolizi (subdukční zóny). Tento vulkanizmus je často doprovázen zemětřesením. Celý pásemný systém současného aktivního vulkanizmu lze rozdělit do čtyř hlavních pásem:

• Tichooceánský (cirkumpacifický kruh), označovaný také jako "Ohnivý pás Pacifiku". Probíhá od Kamčatky přes Kurily, Japonsko, Tchaj-wan a Filipíny, dále přes Maršalské a Karolínské ostrovy, východní část Nové Guineje, Šalamounovy ostrovy, Nové Hebridy a Nový Zéland do východní části Antarktidy. Odtud severním směrem přes Shetlandy a Orkneje do Patagonie a dále podél západního pobřeží Jižní a Severní Ameriky na Aljašku a Aleutské ostrovy. Typické jsou alkalicko-vápenaté horniny, všeobecně označované jako horniny pacifického typu, mající převážně charakter andezitů.
• Středomořsko-indonéský pruh, který probíhá od Azor a Kanárských ostrovů Středozemním mořem do Itálie (ostrovy Lipari, Etna, Vesuv), Egejským mořem (ostrov Santorin) do Turecka a odtud přes Kavkaz do Indie a Indonézie.
• Centrální pás Atlantiku, který má přibližně severo-jižní průběh. Převážně probíhá pod mořem, jen místy na něm vznikly ostrovy (Jan Mayen, Island, Faerörské ostrovy, Azory, Ascension, Kapverdy a Tristan da Cunha).
• Východní Afrika a Blízký východ, toto vulkanické území probíhá na souši přes Keňu a Etiopii v podobě tektonického příkopu (východoafrický příkop), dále přes Rudé moře na Blízký východ.

Vulkanická činnost však nemusí být vázána jen na okraje litosferických desek. Např. v prostoru střední Evropy se vyskytuje z hlediska geologického stáří velmi mladý třetihorní vulkanizmus. Centra tohoto vulkanizmu lze spojit do dvou oblouků (severní a jižní), jejichž protažení má přibližně směr V-Z, tj. shodný s průběhem Alp. Výskyt těchto vulkanitů je spojen s hlubinnou tektonickou predispozicí, jejíž aktivita zřejmě souvisela s alpínskými horotvornými pochody. Oblasti tohoto třetihorního vulkanizmu se označují jako oblasti neovulkanitů. Na našem území k nim patří České středohoří a Doupovské hory, vázané na tektonické linie podkrušnohorského prolomu. Kromě těchto největších, existují i izolované sopky v různých regionálně-geologických jednotkách Českého masívu. Nejmladší z nich byly činné ještě ve čtvrtohorách (Komorní Hůrka u Františkových Lázní, sopky v okolí Bruntálu).

Geologická tělesa vznikající vulkanickou činností

K nejvýraznějším geologickým tělesům vznikajícím vulkanickou činností patří sopky, lávové proudy a příkrovy, vytlačené kupy a vypreparované sopouchy.

Sopka je místo na povrchu zemském, kde vystupuje ze zemského nitra žhavotekuté magma - láva. Tvar, rozměr a charakter sopek jsou různé. Podle způsobu vzniku můžeme sopky rozdělit na sopky výlevné (efuzívní), výbušné (explozívní) a smíšené neboli stratovulkány. Podle prostředí výskytu je možné vyčlenit sopky kontinentální a mořské. Na základě hlavních typů vulkanické činnosti nazvaných podle známých sopek se dělí na sopky typu Havaje (lávový typ), typu Stromboli (stratovulkán), typu Vulcana (stratovulkán s centrálním pněm), typu Vesuvu (stratovulkán s dlouhými údobími klidu a zvlášť silnými výbuchy) a typu Mont Pelée (s vytlačenou jehlou). Kromě uvedených typů existuje i mnoho sopek, které představují přechodné typy mezi některými z uvedených.

Podle odhadu je dnes na Zemi 430 činných sopek, které jsou rozsety podél hlavních světových tektonických linií (okraje litosferických desek).

Lávové sopky

Lávové sopky vznikají klidným vyléváním lávy na zemský povrch. Rychlost pohybu lávy je různá, pohybuje se od několika cm až do několika km za hodinu. Lávové sopky mohou být vázány na jednu trhlinu, probíhající na vzdálenost i několika km nebo jsou vázány na jediné centrum, zpravidla na křížení dvou zlomů. Jejich tvar závisí především na viskozitě magmatu.

Mezi lávové sopky patří štítové sopky, které jsou nízké ploché sopečné kužely s mírně ukloněnými svahy a ve vrcholové části mají kotlovitý kráter. Tvořeny jsou nízce viskózní bazickou lávou. Typické příklady těchto sopek jsou na Havajských ostrovech (např. sopka Killauea).

Podobné štítovým sopkám jsou rozsáhlé plošné výlevy označované jako lávové příkrovy, které vznikají buď na souši nebo i dně mořském a jsou typické značnými plošnými rozměry a relativně malou mocností. Island je typickým příkladem velkých lávových polí, tvořících příkrovy o mocnosti 5 až 15 m. Kromě toho je na Islandu i v jeho okolí řada činných centrálních vulkánů. Některé z nich daly vznik v nedávné minulosti novým ostrůvkům.

Jako lávový proud označujeme takový vulkanický útvar, který vzniká tehdy, když magma (láva) vytéká jen na jednu stranu. Magma tedy netvoří plošný útvar jako lávový příkrov, nýbrž vyteklo v podélné dráze a tvoří lineárně značně protažený útvar. Délka lávového proudu závisí na sklonu svahu a na charakteru magmatu (především na jeho viskozitě).

V případě, že má magma vysokou viskozitu, může docházet ke vzniku vulkanických útvarů, u nichž vertikální rozměr vyniká nad plošným. Tyto útvary se označují jako vytlačené kupy nebo jehly. Jsou to bochníkovitá nebo homolovitá tělesa, vyznačující se zpravidla "cibulovitou" vnitřní stavbou. Viskózní magma vytlačující se ze sopečného jícnu nadzvedává kůru utuhlé lávy a tak se kupa doplňována zespodu vytlačujícím se magmatem stává mnohdy velmi vysokou a strmou. Podél těchto "slupek" pak může docházet k přednostnímu rozpadu takového tělesa.

Vývoj stratovulkánu

Obr. 30 Hlavní typy sopek: sopka typu Fudžijamy (nasypaný kužel) - a, štítová lávová sopka havajského typu - b, kuželovitý stratovulkán s četnými menšími parazitickými kužely typu Etny - c, typ sopky s kalderou - d, maar (explozívní sopka) - e.

Každé vulkanické těleso, které se jeví jako vytlačená kupa, nevzniklo však tak, jak je uvedeno. Může se jednat o lakolity, které utuhly v nepatrné hloubce pod povrchem a později byly denudovány (např. znělce v Českém středohoří) nebo to mohou být obnažené části sopečných komínů - sopouchů (izolovaná vulkanická tělesa v české křídě). Typické příklady uvedených typů vulkanických těles jsou na obr. 30.

Výbušné sopky

Výbušné neboli explozívní sopky jsou tvořeny sopečnými vyvrženinami, které se klasifikují podle velikosti částic na sopečný popel, nejjemnější materiál, sopečný prach, písek, lapili a sopečné pumy a balvany. Nahromaděním sopečného popela a prachu při explozích dochází ke vzniku nasypaných kuželů. Klasickým příkladem tohoto typu sopek je světoznámá japonská sopka Fudžisan. Jestliže se sopečný popel na svahu nasytí vodou, přemění se v kašovitou hmotu, která se řítí po svahu rychlostí až 100 km/h. Takové proudy se označují jako sopečné bahnotoky. Často přecházejí do sesuvů nebo kamenitých lavin s obrovskou ničivou silou.

Stratovulkány

Stratovulkány jsou nejčastějším typem sopek vyskytujícím se na zemském povrchu. Jde o složené sopky tvořené jak lávou, tak i pyroklastiky. Období výlevů se střídala s obdobími explozí, přičemž došlo ke vzniku kužele, jehož vývoj je zobrazen na obr. 30. Některé výbuchy však mohou být natolik ničivé, že dochází ke zničení určité části vulkánu. Takové výbuchy se označují jako kataklyzmatické erupce. Kráter, zvláště u větších vulkánů, je velmi často obklopen rozsáhlou kalderou kotlovitého tvaru, která je pozůstatkem po starším, erupcí zničeném vrcholu sopky. V kaldeře nebo na úbočích sopky mohou vznikat parazitní krátery. Sopka Aso v jižní části ostrova Kjúšú v Japonsku má největší kalderu na světě. Je 45 km široká, je zastavěna a hospodářsky využívána.

Produkty vulkanické činnosti

Mezi produkty vulkanické činnosti patří láva, sopečná skla, pyroklastický materiál a produkty vulkanických exhalací.

Vytékající láva je žhavotekuté magma, které se dostává na povrch vulkanickou činností. Její viskozita je ovlivňována především obsahem SiO₂ a teplotou. Čím je magma bohatší na SiO₂ (kyselé magma), tím je viskóznější. Bazická magmata (chudá na SiO₂) jsou tekutější. Se vzrůstající teplotou viskozita magmatu klesá. Teplota magmatu kyselého se zpravidla pohybuje okolo 800 až 900 ^oC a teplota bazického magmatu dosahuje hodnot až okolo 1300 ^oC. Vlastní láva může mít různou podobu. K nejznámějším typům láv patří např. provazovitá láva, na povrchu provazovitě zkroucena, nebo láva balvanitá, označovaná také jako láva aa, která vzniká rozlámáním kůry lávového proudu připomínající nakupené ledové kry na řece. Chůze po takovém lávovém poli je velmi obtížná. Podle obsahu plynů mohou být lávy kompaktní nebo pórovité (např. pemza).

Pyroklastický materiál - nezpevněný se označuje jako tefra a klasifikuje se podobně jako klastické sedimenty podle velikosti částic (viz. kapitola pyroklastické horniny).

Zpevněním tefry vznikají pyroklastické horniny označované souhrnně jako tufy. Jejich klasifikace je stejná a navíc je možné je charakterizovat petrografickou příslušností k výlevným horninám (např. ryolitový tuf, andezitový tuf). Usazením vulkanického materiálu ve vodě a smísením s terigenním klastickým matriálem vznikají tufity.

Kromě lávy a pyroklastik náleží k vulkanickým produktům i výrony plynů a par. Podle teploty a chemického složení se výrony plynů rozlišují na fumaroly, solfatary a mofety.

• Fumaroly vznikají během vulkanické činnosti. Unikají buď z kráteru, nebo z trhlin na povrchu lávových proudů. Vylučují se z nich NH₄Cl, KCl, NaCl, Fe₂O₃, H₃BO₃ a S. Mohou být kyselé, neutrální nebo zásadité a jejich teplota kolísá mezi 250 až 1000 ^oC.
• Solfatary jsou postvulkanické výrony par a plynů, pojmenované podle Solfatary v blízkosti Neapole. Jejich teplota kolísá mezi 90 až 250 ^oC. Jsou složeny převážně ze sirovodíku H₂S, SO₂, CO₂ a vodní páry.
• Mofety dosahují teploty 100 ^oC a jsou tvořeny suchým CO₂.

Jestliže jsou výrony CO₂ vázané na deprese a údolí, vznikají známá místa, kde nastává smrt zadušením, např. psí jeskyně u Neapole. U nás jsou tyto výrony CO₂ známé ze zbrašovských aragonitových jeskyní.

K postvulkanickým jevům patří také gejzíry a termální a minerální prameny a jejich usazeniny. Typickou oblastí s mnoha gejzíry je Yellowstonský národní park, Island a některá území v Japonsku. Termální vody se v těchto místech jímají a využívají jak k výrobě elektrické energie, tak i přímo k vyhřívání obytných budov.

ZDROJ: VUT Brno