Evropský ‚supervulkán‘ je neklidný, hýbe zemí. Kde je a kdy se může probudit

Kolik sopek už jste viděl?
Aktivní vůbec žádnou, nebyl jsem nikdy na místě, kde by na povrch vystupovalo magma. Ale chodil jsem po mnoha sopkách, které dnes nebereme jako aktivní, protože z nich láva přímo nestoupá, nicméně jsou stále aktivní, protože můžou kdykoliv vybouchnout, a těch byly desítky, možná stovky. 

Byl jste někdy na nějakém supervulkánu? 
Naštěstí nebyl, nebo naštěstí... Je to asi jedno, protože supervulkány nebouchají tak strašně často, takže šance, že je tam přímé nebezpečí, když tam půjdete, je extrémně malá. 

Co je supervulkán

Jak se supervulkány liší od klasických sopek, co si pod tím představit? 
Teď potřebuju vědět, koho se ptáte, jestli Petra Brože jako člověka, který sem přišel úplně náhodou, nebo vědce. Pokud jako vědce, tak bych odpověděl, že supervulkán neznám a vůbec nevím, o čem mluvíte. Tento termín přišel někdy kolem roku 2000 z novinářské obce, takže je to termín, který vulkanologové a vulkanoložky neznají a nepoužívají. Zpravidla se jako supervulkán označuje sopečná erupce, která dokáže vyvrhnout do atmosféry, respektive na povrch více než tisíc kilometrů krychlových sopečných hornin, což je obrovitánské množství. Pro představu, Balaton, jestli jsem dobře googlil, má přibližně dva kilometry krychlové, takže je to jako pět set Balatonů v jeden relativně krátký časový moment, s tím, že v geologii krátký časový moment neznamená pět minut, ale třeba desetiletí. 

Pochopila jsem, že supervulkán, když tomu tak budeme říkat, se pozná podle toho, že to je obrovský kráter, který je obsypán menšími nebo klasickými sopkami, které jsou nějakým způsobem pod povrchem propojené. Je to tak?
Ano i ne. Termín supervulkán samozřejmě použijete pro něco obrovského, protože si představíte tisíc kilometrů krychlových materiálu, to je strašně moc. Abyste to dostali na povrch, potřebujete mít pořádnou díru v zemském povrchu, ze kterého se to dostane ven, takže ano, můžete mít velikánský kráter. Současně potřebujete někde pod povrchem to magma, roztavené horniny, nahromadit. Když z pod povrchu najednou na povrch dostanete tisíc a víc kilometrů krychlových materiálů, tak dojde k tomu, že se povrch propadne, protože tam bude částečně vyprázdněná prostora a váha nadložních hornin spadne. Ještě může dojít k druhé variantě, kdy tlak sopečných plynů vystřelí do okolí materiál, který se nacházel nad magmatem, a vznikne obrovitánský kráter. K tomu, proč tyto erupce vůbec vznikají, se možná dostaneme za chvilku. Takže ano, obrovitánská díra na povrchu k tomu patří, ale není bezezbytku nutná, protože může nastat situace, kdy na povrch vystoupá podobně velké množství magmatu v podobě lávových proudů.

Jak často se obrovské výbuchy, o kterých jste mluvil, dějí? Zažilo to vůbec lidstvo? 
Zažilo, ale ne tak, jak si představujeme. Statisticky dochází k podobným erupcím přibližně jednou za 100 tisíc let. Proč říkám, že to lidstvo zažilo? Protože nejmladší sopka, kterou bychom označili jako supervulkán a která dosáhla vulkanického explozivního indexu 8, což je ten správný vulkanologický název, který by měl tento druh sopky označovat, tak k tomu došlo před nějakými dvaceti sedmi tisíci lety na Novém Zélandu. Po planetě už běhali lidé, už to řekněme byli moderní lidé dnešního typu, ale vůbec neměli představu o tom, že někde na Novém Zélandu došlo k takovéto erupci, protože v té době lidstvo nežilo ani v nejbližším okolí. Vůbec se nemohli dovtípit, že globální změna klimatu, která s tím byla spjatá, byla způsobena výbuchem sopky někde na Severním ostrově na Novém Zélandu. 

Takže teoreticky máme ještě nějakých 70 tisíc let do další exploze?
Statisticky ano. Je to jednou za 100 tisíc let, ale myslete na to, že je to statistika, která říká, že jednou za 100 tisíc let se někde na světě nějaký supervulkán probudí. Pro konkrétní vulkány to neplatí. Krásně je to vidět na příkladu Yellowstone, který občas dokáže udělat erupci, kterou označíte jako erupci supervulkánu. Nicméně neznamená to, že pokaždé, když se Yellowstone probudí k životu, udělá takto ničivou erupci. Když se podíváte do historie, Yellowstone bouchá přibližně každých 600 až 700 tisíc let a před dvěma miliony sty tisíci lety tam skutečně došlo k extrémně obrovitánské erupci, takzvané supererupci, kdy se do atmosféry dostalo 2450 kilometrů krychlových materiálů, což je fakt obrovitánské množství. Velkou část Severní Ameriky zasypal sopečný materiál. Nicméně když se kouknete třeba 1,3 milionu let nazpátek, tak se dostaneme k tomu, že erupce dostala do atmosféry pouze 280 kilometrů krychlových materiálů, a to už neoznačuje erupci supervulkánu. Nicméně platí, že jakmile sopka jednou dokáže překonat hranici tisíce kilometrů krychlových, tak se o ní hovoří jako o supervulkánu, i přesto, že každá další erupce může být mnohem menší. Krásná ukázka toho je u Flegrejských polí, kde se často zmiňuje, že je to náš evropský supervulkán, a vždycky se straší tím, že dojde k nějaké obrovitánské erupci. Ale erupce, která se tam potenciálně může stát, může být malinkatá. 

Právě v případě Flegrejských polí teď tým anglických a italských vědců ve své zprávě upozornil na to, že mohou být blíž k erupci. O jak velkou sopku jde?
Největší známá erupce z nedávné doby, když se budeme bavit o desítkách tisíc let, vyvrhla 200 až 300 kilometrů krychlových. Pakliže žijete v blízkosti sopeční kaldery, to je ten obrovský kráter, který se tam nachází, jeho velikost je asi dvanáct krát patnáct kilometrů, on je protažený, tak je vám jedno, jestli vám na hlavu spadne kilometr krychlový sopečného materiálu anebo ho bude stokrát víc, protože vám stále hrozí bezprostřední nebezpečí. 

Tam žije nějakých půl milionu lidí. 
Uvnitř samotné kaldery žije přibližně 360 tisíc lidí. Nicméně když budete žít za jejím okrajem, stále budete v ohrožené oblasti, a tam máte Neapol, obrovitánské město, kde žijí tři miliony lidí, což představuje obrovitánský problém. Představte si, že by něco mohlo hrozit a že budete chtít evakuovat tři miliony lidí. Logisticky je to velice složitý problém, který není možné udělat rychle.

Data vědců ukazují, že vulkán vstoupil do nějaké nové fáze, že hrozí prolomení jeho povrchu. Jak to číst? 
Je to jedna z možných interpretací toho, co vědecký tým pozoroval. Zaměřil se na to, že zkoumal velice slabá zemětřesení, ke kterým tam dochází. Děje se to, protože se pod povrchem hromadí napětí, a to se hromadí, protože se tam postupně vmísťuje magma i se sopečnými plyny. Tyto plyny, které unikají z magmatu, plus magma tlačí na okolní horniny a celé se to začíná třást. Dochází k tomu, že jak se tam tento materiál vtlačuje, tak se celá oblast pomalinku vyklenuje. Podle měření od roku 1950 do roku 2020 je tam město, které se dnes nachází o pár metrů výše, protože povrch se tam dlouhodobě vyklenuje. Občas se stane, že zpátky poklesne, zase se vyklene a zase poklesne. Ale když se podíváte na další časovou řadu, tak se spíš vyklenuje, než poklesává. Teď právě došlo k tomu, že za posledních deset, patnáct let se povrch začal vyklenovat, ale vyklenuje se jinak, než se vyklenoval od roku 1950. Vyklenuje se mnohem pomaleji, ale dlouhodoběji, a právě to vede italsko-britský tým k vyslovení obav o tom, že by se tam mohlo něco v podzemí měnit a mohlo by to začít fungovat trošičku jinak než předtím. Oni naznačují, že by nutně už nemuselo dojít k poklesu, ale že bychom se mohli přibližovat k momentu, kdy vyboulování začne drtit kůru, začne docházet k jejímu praskání a otevře se tam nějaká nová prasklinka, po které by se magma potenciálně mohlo dostat k povrchu. Z toho přes nějakou velice lákavou zkratku došlo k tomu, že svět nedávno oběhla zpráva, že tato sopka je blízko sopečné erupce. Nicméně když se podíváte do té studie tak autoři to netvrdí, oni říkají, že to je jedna z možností. Autoři tak uvádí, že se vyplatí tu oblast studovat, a vyzývají příslušné úřady k tomu, aby se tam provedl mnohem důkladnější geofyzikální průzkum, abychom věděli, co se pod povrchem děje.

Pokud by k větší erupci došlo, tak pochopitelně lidé, kteří tam žijí, jsou v bezprostředním ohrožení, ale mělo by to i nějaké dopady na širší okolí, na kontinenty?
Musíme říct, že dnes nevíme, jak velká ta erupce bude. Může se stát, že to bude erupce jako tam byla v 16. století, kdy vzniknul kopeček o velikosti pár set metrů, což je ve vulkanologii relativně malá erupce. Když dojde k větší erupci, tak by to potenciálně mohlo trápit zbytek Evropy, ale taky Afriku nebo Asii v závislosti na tom, kam zrovna bude foukat vítr a kam ten materiál bude odnášen. Ale šance na to, že dojde k velikánské ničivé erupci jako před nějakými čtyřiceti tisíci lety je velice malá, protože se zdá, že Flegrejská pole v čase umenšují množství materiálu, který vyvrhávají do atmosféry. Když budete přemýšlet o tom, že na Flegrejských polích dojde k sopečné erupci, tak ne nutně to musí znamenat konec světa pro Evropu, protože množství materiálu, které se dostane na povrch, nemusí být velké. 

Když se blíží erupce

Dokážete jednoznačně rozpoznat, že nějaká sopka je blíž k erupci? 
Když se podíváme, co se nedávno dělo na Islandu, který zase začal soptit, tak tam za pomocí seismometru, což je zařízení, které měří otřesy povrchu, jsme schopni nepřímo vidět do země. Podobně jako lékaři a lékařky jsou schopni vidět do vás za pomoci ultrazvuku, šíření seismických vln umožňuje podívat se pod povrch. Na Islandu bylo vidět, že se pod povrchem začíná něco třást, a islandští vědci a vědkyně řekli, podívejte se, tady jsou vidět charakteristické otřesy, které jsou vázané na to, když se magma dostává k povrchu, a myslíme si, že za několika dnů dojde k sopečné erupci. Viděli, že otřesy se postupně blížily k povrchu, a skutečně došlo tomu, že přibližně za pět až sedm dní po tom, co začali říkat, že by mohlo dojít k erupci, k ní došlo.

Dokážeme rozpoznat, že se pod nějakou sopkou něco děje. Jestli je to jednoznačně, to je právě na zvážení. Krásně to ukazují příklady z Itálie, z Flegrejských polí, kde v 80. letech 20. století byla oblast dvakrát evakuována a ani jednou k sopečné erupci nedošlo. Takže jednoznačnost to není, je to stále nepřímá metoda, protože nevidíte pod zem a nikdy nevíte, jestli magma dosáhne k povrchu. Pro posluchače a posluchačky může být zajímavé, že když máte výstup magmatu, tak na povrch se zpravidla dostane jednou z deseti nebo dvaceti případů, většinou zůstane pod povrchem a vmístí se do hornin, které tam jsou. Ale na datech to bude vypadat, že ano, magma se dostává k povrchu, jenomže pak už se na povrch už se nedostane.

Co infrazvuky? Vědci loni popsali, že by mohly napovědět. 
Je to jedna z možností. Metod, jak můžeme říct, že pod sopkou se něco děje, je několik. Já se bojím říkat předpověď, že sopka bouchne, protože my nevíme, jestli bouchne, ale řekneme, že pod sopkou se něco děje. Používání infrazvuků je jedna z možností, jak potenciálně předpovědět, že by mohlo dojít k tomu, že se sopka probudí a začne chrlit lávu. Není to jediná metoda.

Jak to funguje? 
Dochází k tomu, že když začne vystupovat magma k povrchu, tak tam máte fázové rozhraní, a dochází ještě k tomu, že se to celé začne chvět a vydávat vibrace, které se dají převést do formy zvuku a můžete to poslouchat. Metod je vícero, ale žádná z nich nedokáže stoprocentně předpovědět, že 4. května ve 12 hodin dojde k sopečné erupci. Maximálně vám to říká, jestli se pod sopkou momentálně něco děje a že se vám třeba magma dostává blíž k povrchu. 

Je teď na základě sbíraných dat nějaká sopka na světě blíž k erupci než jiné? 
Na světě je spousta sopek, které budí obavy. Nevím, jakou máte stopáž a jestli chceme strávit několik desítek dní, když si budeme povídat o jednotlivých sopkách, ale je jich spousta. Nás jako Evropany, a samozřejmě chápu, že to je evropocentrický pohled, by mělo asi nejvíc trápit vždycky to, co se děje na Islandu. Protože když se podíváte na tryskové proudění v atmosféře země, tak ono fouká od Islandu nad Evropu, a vždycky, když se něco stane nad Islandem, tak to dojde k nám. Když se podíváte do historie, tak na Islandu bouchla celá řada sopek, které významně zahýbaly Evropou. Asi nejznámější je výbuch sopky Lakagígar v 18. století, kdy se do atmosféry dostalo obrovitánské množství oxidu siřičitého, který dokáže dělat dvě věci v závislosti na tom, jak vysoko je vyvržený: dokáže atmosféru zahřívat, nebo ochlazovat. Během erupce této sopky došlo k obojímu, takže přišla léta, která byla strašně horká, byly neúrody, sucho, a pak přišly strašně tvrdé zimy, takže následující rok byly zase neúrody a počasí se na pár let zbláznilo. V Evropě pak začaly zuřit hladové bouře a část akademické obce dnes spojuje výbuch této sopky s tím, proč se usekla hlava francouzskému králi, protože francouzští rolníci byli nespokojení s tím, jak se to vede. Je možné, že by mu tu hlavu usekli později kvůli něčemu jinému, ale tady je spojitost dávána s islandskou sopkou. Stejně tak si můžete vzpomenout na explozi sopky Eyjafjallajökull z roku 2010. To je zase krásná ukázka toho, že na Islandu bouchla malinkatá sopka, která Islanďany moc nevzrušovala, na Islandu se normálně létalo, jejich letiště fungovalo, jejich život to nijak dramaticky neovlivnilo, ale v Evropě to způsobilo absolutní rozvrat, protože nám se v atmosféře nacházelo neznámé množství sopečného prachu a popela, a vzhledem k tomu, že letecké společnosti nechtěly investovat do výzkumu na bezpečnostní limity, za kterých se dá létat, tak se muselo uzavřít celé letecké nebe. 

A to dokáže jedna malá sopka, co potom supervulkán?
Myslím si, že to nás nemusí trápit, že lidstvo explozi supervulkánu s největší pravděpodobností nezažije. Ano, sopky dokážou, když dojde k velikánské explozi, ovlivnit významně klima, je to hezky vidět třeba na Tamboře a Krakatau, po jejichž erupci přišly roky bez léta, globální klima se na pár let ochladilo, což samozřejmě může být nepříjemné, když v té době žijete, ale příroda si s tím umí poradit. Ten materiál, oxid siřičitý, který se přemění na aerosol, protože se naváže na vodu, se dokáže poměrně rychle dostat z atmosféry v rámci několika let, a pak se klima vrátí do původní rovnováhy. Teď, v době globální změny klimatu, kdy lidstvo vypouští obrovské množství skleníkových plynů, které už dávno šedesátkrát až osmdesátkrát převyšuje, co dělají sopky za rok, byste se vůbec neměla bát výbuchu sopky, ale měla byste se bát toho, co provozujeme my sami. 

Sopky na Marsu

Zabýváte se sopečnou činností napříč sluneční soustavou, když to tak řeknu, hlavně na Marsu. Proč tam? 
Ve srovnání s jinými tělesy ve sluneční soustavě, když si odmyslíme Zemi, je to asi největší zábava. To proto, že na Marsu historicky mohla téct voda, protože měl podmínky, které by to umožňovaly, a to má zajímavou část v tom, že když něco vidíte na povrchu Marsu, tak nemůžete hned říct, že to je sopka. Musíte být víc kreativní a musíte nad tím víc přemýšlet. Když třeba pracujete na Měsíci a vidíte tam něco, co vypadá jako, že něco teklo po povrchu, tak automaticky plesk, jasně, musí to být láva, protože tam nic jiného téct nemohlo. Mars toto nemá, je víc kreativní. Z Marsu také máte obrovitánské množství velice dobrých dat, takže není nikterak složité na Marsu něco zkoumat a něco hledat.

Liší se nějak sopky na Marsu od těch pozemských, nebo možná se zeptám opačně, mají něco společného? 
Mají společnou fyziku, to, že aby vznikla sopka, tak na povrch musí vystupovat roztavená hornina. Její výstup je nějak ovlivňovaný gravitací, což pak dělá nějaký rozdíly, pevnost hornin a kdy prasknou, je také vázaná na gravitaci stejně jako to, jak daleko doletí láva, respektive magma, když ho sopka začne chrlit na povrch. Fyzikální procesy, tedy jak sopky začínají vznikat nebo proč vznikají, jak magma proudí a podobně, je stejné jako na Zemi. Ale jak bude ve výsledku sopka vypadat, závisí na konkrétní planetě. Když vyteče láva na Zemi a na Marsu a jediný rozdíl bude jiná atmosféra, tak láva na Marsu doteče mnohem dál, protože bude pomaleji chladnout. Stejně tak, když vám něco na Marsu bouchne, nebo respektive pojďme si zahrát baseball: když si ho zahrajete na Zemi, tak když odpálíte míček a dáte do toho správnou sílu, doletí třeba 100 metrů, na Marsu doletí dvacetkrát dál, protože má menší odpor vzduchu a hlavně menší gravitaci. Takže když bouchne sopka a začne vyvrhovat materiál, tak si představte, že doletí dvacetkrát dál. Všichni znají, že když bouchne sopka na Zemi, tak nad ní vzniká charakteristické mračno, které stoupá atmosférou. Je podstatné říct, že stoupá atmosférou. Když budete na planetě, kde nemáte silnou atmosféru, tak to mračno není stabilní, hned se zhroutí, zkolabuje a bude dělat něco jiného, nebo bude jenom vystřelovat částečky, bude to, jako kdyby se nad sopkou otevřel deštník. To je něco, co známe z měsíce u Jupitera. Rozdílnosti jsou obrovitánské, přestože proces je vlastně stejný. 

Je výzkum sopek na Marsu jenom zábava, nebo vám to něco říká i o sopkách na Zemi? 
Když zkoumáte něco po sluneční soustavě, tak vidíte, jak stejný proces vede k různým výsledkům. To je strašně zajímavé, protože, když máte nějaký model, který vám funguje na Zemi, tak jestli ten model je správný, tak musí fungovat i na jiných tělesech, kde změníte atmosféru a gravitaci. Je to naprosto skvělé, protože vám to umožňuje validovat nebo ukazovat, že modely, které používáme třeba pro predikci toho, jak se bude něco dít na Zemi, když bouchne sopka, musí fungovat i na Marsu, pakliže ne, tak máte v modelu nějakou elementární chybu. To pak může pomoci zpřesnit model, který použijete na to, abyste vytyčili ochranné pásmo kolem nějaké sopky, když se něco stane.

Co o sopkách ještě nevíte, co je pro vás taková zamčená schránka, co byste jako vědci chtěli ještě zjistit? 
Je toho strašně moc, záleží na tom, na jakou konkrétní planetu se budete ptát. V případě Země by samozřejmě bylo krásné pořádně prozkoumat oblast, kde vznikají na rozhraní jádra a pláště takzvaně plášťové plumy, což jsou oblasti, které pak umožňují výstup obrovitánského množství tepla k povrchu a dávají možnost udělat obrovitánské množství tavení hornin. Jsou to zejména Island, Kanárské ostrovy, Havaj nebo zmiňovaný Yellowstone, to jsou oblasti, kde se plášťové plumy nachází a zásobí tato obrovitánská sopečná centra. Dodneška pořádně nevíme, proč to tam vzniká, co se tam děje, protože je těžké podívat se k jádru Země a toto prozkoumat. Pro mě jako planetologa, člověka, který zkoumá něco ve vesmíru, je asi nejzajímavější přemýšlet nad tím, až jednou najdeme nějaké fakt divné exoplanety. Když se podíváte po naší sluneční soustavě, tak všechny planety, co mají pevný povrch, jsou víceméně stejné, všechny jsou tvořeny na křemík bohatými horninami, což je každý šutr nebo valná většina kamenů, které můžete vidět venku kolem sebe. Ale když půjdete na nějaké exoplanety, tak se může stát, že nebudou tvořené tímto, můžou být tvořeny třeba železem, a pak budete mít třeba sopky, které budou chrlit roztavené železo. Nebo můžou chrlit nějakou úplně jinou divnou substanci, můžete mít třeba lávové proudy, které budou ze síry, což je něco, co si myslíme, že místně může existovat třeba na měsíci Io. Těchto různých pro nás obskurních, pro ty světy to bude normální, věcí může být spousta. Když se velkým obloukem vrátím k Marsu, jak se někdo ptá, k čemu je to dobré, tak je to přesně to, že jestli budete chtít snít, že jednou budete na povrchu Marsu, budete tam chtít něco stavět, vyrábět, protože nebudete všechno chtít vozit, protože se to nevyplatí, a pak budete hledat ložiska. Abyste je našli, tak potřebujete vědět, kde byly sopky, protože v blízkosti sopek chcete zkusit najít, jestli se tam nenachází něco, co by se dalo těžit. 

A to budete vědět vy, takže za vámi, když tak. 
Vím, kde jsou sopky, ale nevím, co se tam na místě dá najít. Na to budete pak potřebovat někoho na povrchu Marsu, nějakou geoložku nebo geologa s kladívkem, který to tam oťuká a podívá se, co konkrétně v těch kamenech je. 

*Pro lepší čitelnost jsme oproti audio verzi dodatečně upravili text ve třetím odstavci.