Člověk proti sopce: boj o osud města Vestmannaeyjabær

Autor textu Petr Brož (Geofyzikální ústav AV ČR), psáno pro časopis Vesmír, licence Creative Commons BY-SA 3.0.

Před 46 lety se pod nohama nic netušících obyvatel malého islandského ostrova Heimaey otevřelo peklo. Na okraji města praskla země a z praskliny se začala valit láva. Ta ničila vše, co jí stálo v cestě – silnice, domy, továrny –, a hrozilo, že zničí i srdce ostrovní ekonomiky: pro rybolov nejdůležitější přístav Islandu. Islanďané s pomocí zahraničních partnerů rozpoutali jednu z největších bitev člověka proti sopce, kterou lidstvo ve své historii svedlo. Šlo v ní nejenom o životy místních obyvatel a o jejich majetek, ale i o budoucnost samotného ostrova.
Heimaey je největším a současně jediným obydleným ostrovem souostroví Vestmannaeyjar (ve staré norštině „ostrovy západních mužů“). Leží přibližně 12 kilometrů od jižního pobřeží Islandu. Do osudové noci v roce 1973 měl rozlohu 11,2 km2 (pro představu: podobnou rozlohu má jedenáctitisícové město Frenštát pod Radhoštěm).
Souostroví vzniklo z pohledu stáří Země vlastně nedávno, konkrétně před méně než 40 tisíci letyzásluhou sedmdesáti až osmdesáti sopečných erupcí. Je tvořeno patnácti ostrovy a třiceti malými skalami, mělké vody u jeho břehů jsou bohaté na ryby. Nejjižnějším ostrovem souostroví je Surtsey vzniklý mezi roky 1963 až 1967 sopečnou erupcí, kterou tehdy sledovali vědci celého světa.

Sopečná činnost a následná eroze způsobila, že v severní části ostrova Heimaey vznikla malá zátoka chráněná před vlnami bouřlivého Atlantiku. Ideální místo pro založení přístavu, jenž by mohl sloužit flotile rybářských lodí. Archeologické vykopávky naznačují, že ostrov byl osídlen někdy okolo roku 900 a přístav od té doby tvořil významný prvek místního života. V roce 1973 byl obklopen řadou továren na zpracování ryb, v domech za nimi žilo 5273 lidí. Pro jižní část Islandu byl životně důležitý, připadalo na něj přibližně 8,5 % veškerého islandského úlovku ryb. Jižní pobřeží Islandu totiž neposkytuje jiné vhodné útočiště, kam by se lodi mohly ukrýt před rozmary počasí severního Atlantiku.

Začátek erupce

Až do roku 1973 byl ostrov považován vulkanology i místními obyvateli a úřady za sopečně neaktivní. Události, ke kterým došlo v noci z 22. na 23. ledna 1973, proto všechny překvapily. Pár dní před začátkem sopečné erupce se islandským seismologům podařilo pozorovat na záznamu seismografů v jižní části Islandu zvláštní druh chvění země, ke kterému dochází při pohybu magmatu v kůře Země. Bohužel v té době ještě na Islandu neexistovala hustá seismická síť, která by umožnila přesně určit místo chvění a hloubku, v níž k němu dochází. Vědci se tak přiklonili k závěru, že chvění bude nejspíše spojeno se sopečnou činností Katly, jedné z mnoha islandských sopek.

Přibližně v 1:55 po půlnoci se na ostrově rozezněly požární sirény. Rozespalí a vystrašení obyvatelé začali vycházet ze svých domovů, aby spatřili, jak na okraji jejich města stoupá k nebesům stěna ohně. V první chvíli si mysleli, že hoří část města. Nicméně tryskající láva, úlomky sopečných hornin a sopečný popel je vyvedly z omylu. Přibližně 200 metrů od východního okraje města se totiž znenadání otevřela přibližně 1,6 kilometru dlouhá prasklina, ze které začala na povrch vystřikovat láva. Na přibližně čtyřiceti místech vznikly lávové fontány, které vystřikovaly lávu do výšky až šesti set metrů. Ti, co k místu sopečné erupce žili nejblíže, cítili těsně před začátkem sopečné aktivity silné chvění a slyšeli hluk, který dosahoval intenzity běžícího tryskového motoru.
Ten večer foukal vítr naštěstí jinak, než bylo pro tuto roční dobu obvyklé. Od západu na východ. Drobné úlomky žhavých sopečných hornin tak odnášel nikoliv nad město, ale nad oceán. Prasklina se navíc otevřela v místě, kde se terén trochu ukláněl směrem od města. Láva se proto začala rozlévat směrem k oceánu. To dalo místním čas jednat.

Obyvatelé se začali ve strachu stahovat k přístavu, kde kotvila místní rybářská flotila. Obyvatele neděsila jen postupující láva a doprovodné požáry, ale i jedovaté plyny, které sopečnou činnost často doprovázejí.

V přístavu zasáhlo štěstí podruhé. Den před sopečnou erupcí totiž panoval silný vítr, takže osudné noci využívalo bezpečí přístavu sedmdesát lodí. Dostatečně početná flotila, která byla schopna během pouhých šesti hodin evakuovat téměř celou populaci ostrova do bezpečí pevniny Islandu. Pro představu: na Islandu tehdy žilo přibližně 212 tisíc lidí, záchranná operace se tak dotkla téměř 2,5 % populace Islandu. Lidé opouštěli ostrov v noci jen s tím, co mohli pobrat, a s pohledem na hořící horizont.

První loď vyplula z přístavu přibližně 30 minut po začátku erupce. Jak vzpomíná tehdy osmnáctiletá obyvatelka ostrova Helga Jónsdóttir, z paluby lodě se jí naskytl výhled na šlehající plameny a lávu rozlévající se pod lodí na oceánském dně. Několik lidí, kteří nemohli být evakuování po vodě – pacienti z místní nemocnice a někteří staří lidé – byli naložení do letadel, která byla na místní malé letiště vyslána z Rejkjavíku a Keflavíku. Hospodářská zvířata byla utracena. Nezbyl zde totiž nikdo, kdo by je krmil. Nikdo té noci nevěděl, jestli se na ostrov ještě někdy vrátí.

Fotografie zachycuje město Vestmannaeyjabær v roce 1973 při pohledu z přístavu, nad jehož východním okrajem roste kužel sopky Eldfell.Snímek Knud Bach Madsen, volné dílo

Shoda náhod i propracované evakuační postupy pro případ náhlé katastrofy se postaraly o to, že se začátek sopečné erupce obešel bez obětí na lidských životech. Nicméně stačilo málo a mohlo dojít k obrovské tragédii. Kdyby se byla trhlina otevřela přímo pod městem, nebo kdyby byl vítr foukal ve směru pro tuto roční dobu obvyklém, město by zachvátily rozsáhlé požáry. To by evakuaci obyvatelstva ztížilo.
Po evakuaciKrátce po evakuaci obyvatel se situace začala dramaticky měnit. Vítr začal vanout v obvyklém směru, město Vestmannaeyjabær bylo náhle zasypáno různě velkými úlomky sopečných hornin vznikajících trháním magmatu, tzv. tefrou. Množství domů v blízkosti trhliny zachvátily požáry založené dopadajícími žhavými úlomky. Během prvního měsíce sopečné erupce bylo zničeno okolo sta domů.

Postupující láva a doprovodné požáry ničily vše, co jim stálo v cestě. Sopečné erupci padly za oběť stovky domů.Snímek Óskar Elías Björnsson, licence CC BY-SA 2.0

V prvních dnech se erupce soustřeďovala do jednoho místa, v němž začal rychle růst nový sopečný kužel, pojmenovaný Eldfell (kopec ohně). V polovině února dosahoval výšky téměř 200 metrů nad mořem. Sopečný materiál se usazoval převážně na jeho západním okraji, tedy směrem k městu. Ne všechen materiál se ale ukládal na svahu sopky, část ho byla unášena větrem nad město, kde následně padal k povrchu. Město tak bylo postupně zasypáváno tefrou. Ve východní části dosahovala její mocnost skoro pěti metrů. Řada budov nevydržela obrovskou zátěž sopečných hornin usazovaných na střechách a zhroutila se.

Sopečná erupce se po pár dnech začala centralizovat do jednoho místa. Následným hromaděním úlomků sopečných hornin se začal rychle tvořit sopečný kužel pojmenovaný Eldfell. Na snímku je patrné mračno sopečných úlomků vznášejících se nad jeho kráterem.Snímek Knud Bach Madsen, volné dílo

Dne 19. února se západní okraj sopečného kužele sesunul, pravděpodobně v důsledku tlaku magmatu uvnitř sopky. Sesuv zasypal některé domy ve východní části města. Ve městě narostla koncentrace pro člověka jedovatých plynů – převážně oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého. Roztékající se láva ze sopečného kužele Eldfell navíc změnila směr pohybu. Už nepostupovala pouze na východ, ale také severně, tedy směrem k přírodnímu průlivu spojujícímu přístav s oceánem. Osud města se zdál být zpečetěn.

Postupující láva ničila vše, co jí přišlo do cesty. Vyjma domů a farem zničila přívod elektřiny i jedno ze dvou potrubí zásobující ostrov z mateřského Islandu pitnou vodou. V polovině února začala láva vtékat do zátoky a tím zužovat přírodní průliv, kterým lodě vplouvaly do přístaviště. Hrozilo, že pokud láva poteče na sever nadále, uzavře vjezd do přístavu. Tím by zničila srdce místní ekonomiky, a tedy i naděje obyvatel na případný návrat.

Záchrana přístavu i města

Bezprostředně po evakuaci zůstalo na ostrově přibližně 250 dobrovolníků, kteří se snažili provádět záchranné práce a zabezpečit chod nezbytné infrastruktury. Zachraňovali z domů majetek a přesunovali ho do přístavu, odkud mohl být odvezen do bezpečí. Odstraňovali ze střech napadanou tefru ve snaze předejít zřícení budov. Instalovali do oken směřujících k sopce železné desky, aby zamezili vletu žhavých úlomků hornin do budov…

Již od počátku sopečné erupce se vědci, inženýři i místní obyvatelé snažili najít způsob, jak přístav a město před sopkou zachránit. Na západním okraji sopky proto začali za pomoci buldozerů budovat z napadané tefry bariéry ve snaze odklonit proud tekoucí lávy. Hloubili i žlaby, které měly odvádět jedovaté sopečné plyny mimo město. Oxid uhličitý, ale i některé další jedovaté sopečné plyny mají totiž větší hustotu než vzduch. V podstatě tak tečou krajinou podobně jako voda. Proudí údolími a zdržují se v níže položených prostorách, například v zasypaných domech. Byly to právě plyny nashromážděné v domech, které stály za jedinou obětí sopečné erupce. Jeden muž se jimi ve spánku otrávil.

Chlazení lávy

Ke konci února se Islanďané pustili naplno do odvážného plánu na záchranu přístavu i města. Když o několik let dříve vznikl na jih od Heimaey vlivem sopečné erupce ostrov Surtsey, vědci si povšimli, že mořská voda je schopna rychle chladit lávu. Proto se rozhodli, že začnou na čelo postupujícího lávového proudu stříkat vodu. Doufali, že se ochlazením proudu podaří znesnadnit jeho tok směrem do města i na přístav. Dalším chlazením plánovali vytvořit krustu sopečných hornin, která by následně bránila lávě v pohybu. Začal největší souboj člověka se sopkou, do kterého se kdy lidstvo pustilo.

K chlazení se nejdříve používaly pumpy městských hasičů. Začátkem března byla do přístavu dopravena speciální loď, která dokázala stříkat velké množství vody na čelo lávového proudu směřujícího do průlivu. Nicméně to k zastavení postupu lávy nestačilo. Na přelomu března a dubna proto americká armáda zapůjčila Islandu 32 výkonných pump, původně určených pro čerpání ropných produktů. Na začátku dubna dokázaly rozprašovat přibližně 1 m3 mořské vody za sekundu na různé části lávového proudu, a to jak na okraji moře, tak i hlouběji ve vnitrozemí ostrova. Pro distribuci vody bylo nataženo přes 30 kilometrů hadic a trubek, často v bezprostředním okolí lávových proudů i přímo na nich. Trubky neshořely jen proto, že v nich neustále proudilo obrovské množství vody schopné je soustavně chladit.

Fotografie ukazuje pohled na přístav s instalací výkonných amerických pump a potrubím, které rozvádělo vodu po ostrově. V pozadí je vidět oblak sopečného prachu a popela vycházející ze sopky Eldfell.Snímek Jack Lockwood, USGS, volné dílo

V praxi se ale ze začátku voda k lávovému proudu vůbec nedostala. Láva o teplotě okolo 1000 až 1200 °C ji totiž okamžitě měnila v páru. Přívaly další vody ale lávu postupně ochlazovaly. Jak láva chladla, začala se pohybovat pomaleji. Při poklesu teploty pod přibližně 800 °C začala postupně tuhnout v pevnou horninu. Jakmile se podařilo čelo lávového proudu dostatečně ochladit, byl nasazen buldozer. Ten vybudoval z všudypřítomné tefry násep, po kterém se mohly natáhnout trubky s vodou dál na postupující lávový proud. Tím bylo možné začít chladit další místo proti směru pohybu lávy. Vlivem odpařování mořské vody se v blízkosti lávového proudu brzy začala objevovat bílá místa tvořená rozsáhlými uloženinami mořské soli. Odhaduje se, že se v oblasti tímto způsobem usadilo 220 tisíc tun soli.

O fungování vodních pump se staralo sedmdesát pět lidí. Ti pracovali nepřetržitě čtrnáct hodin denně, a to v prostředí, kde hořící podrážky bot nebyly nic zvláštního. Celkem se jim podařilo mezi 6. únorem až 10. červencem, kdy byla operace na záchranu přístavu a města ukončena, nastříkat na lávové proudy přes 6,2 milionu m3 vody (pro představu to odpovídá přibližně jedné třetině brněnské přehrady). Bylo obrovské štěstí, že k sopečné erupci došlo na malém ostrově. Kdyby k ní došlo daleko od pobřeží, dopravit na místo záchranné operace takové množství vody by bylo nesmírně složité.

Schématická mapa ostrova Heimaey ukazuje vývoj linie pobřeží v průběhu erupce sopky Eldfell během roku 1973. Původní linie ostrova je vyznačena modrou linií. Odstíny šedé označují nově vzniklé části ostrova. Mřížkování vyznačuje původní rozsah města.Ilustrace Islander, přeložil Chmee2, licence CC BY-SA 3.0

V půlce března dokázala láva překonat provizorní 25 metrů vysokou bariéru chránící město, a potom se začala rozlévat do centra. Záchranáři měli možnost pokusit se postupující lávový proud zastavit nasazením výkonných amerických vodních pump, ale rozhodli se je raději nasadit k obraně přístavu, který začala postupující láva ohrožovat. Během několika dní padly postupující lávě za oběť stovky domů i několik továren na zpracování ryb. Nicméně přístav zůstal uchráněn. Láva sice způsobila určité zúžení průlivu, který do přístavu vedl, ale zúžení mělo paradoxně pozitivní důsledek. Zátoka začala být pro vlny hůře prostupná, ale pro rybářské lodě pořád dobře průjezdná. Čelo lávového proudu, které se do průlivu rozteklo, totiž vytvořilo vlastně další vlnolam, takže přístaviště je od dob sopečné erupce pro kotvící lodě klidnější.

Sopečná aktivita skončila po pěti měsících začátkem července 1973, kdy na povrch přestala vystupovat nová láva. Odhaduje se, že se během sopečné erupce vyvalilo z trhliny na povrch okolo 0,25 km3 lávy a tefry. Z pohledu vulkanologů se tak jednalo vlastně jen o malou sopečnou erupci. Roztékající se láva zvětšila rozlohu ostrova o 2,5 km2, tedy přibližně o 20 %. Tefra, která zasypala celý ostrov, byla následně použita pro zvětšení ranvejí místního letiště i pro terénní úpravy umožňující výstavbu 200 nových domů. Nově vzniklý kopec navíc město začal chránit před poryvy větru, které jsou v této oblasti časté.

Dvojice fotografií zachycuje okraj lávového proudu a zkázu, kterou za sebou zanechal. Na snímku vlevo láva poničila pole a jen těsně minula obytnou budovu. Na fotografii vpravo je vidět jedna z budov, kterou lávový proud částečně zničil. Fotografie pocházejí z roku 1988.Snímky Urbain J. Kinet / UC Berkeley, Department of Geography, volné dílo

Sopečná činnost způsobila na ostrově i celé islandské ekonomice obrovské materiální škody. Na ostrově bylo postupující lávou a požáry zničeno okolo 300 domů, dalších 60 až 70 bylo kompletně zasypáno tefrou. Kromě islandské vlády a samotných Islanďanů se na obnově ostrova finančně spolupodílela i řada mezinárodních organizací a států.

Návrat domů a úklid ostrova

Lidé se začali na ostrov vracet v srpnu 1973. K polovině září se vrátilo přibližně 1200 lidí. Na konci roku 1975 dosahovala populace ostrova přibližně 85 % stavu před sopečnou erupcí a na svou původní velikost se nevrátila do dnešních dnů (nyní žije na ostrově přibližně 4500 lidí). Část obyvatel se totiž rozhodla nevrátit, jejich domovy byly zničeny a mnozí si za dobu pěti měsíců našli novou práci přímo na Islandu.

Naproti tomu rybářský průmysl se z následků sopečné erupce dokázal vzpamatovat rychle. V roce 1974 již plně fungoval.

Fotografie zachycuje část města Vestmannaeyjabær po skončení sopečné erupce. Většina města byla zasypána několikametrovými nánosy tefry. Nánosy byly tak silné, že některé domy byly zcela pohřbeny. Navrátivší se obyvatelé museli nánosy tefry pracně odstraňovat.Snímek Christian Bickel fingalo, licence CC-BY-SA 2.0 DE

Navrátivší se obyvatele čekal ještě jeden těžký úkol. Vedle obnovy poničeného města museli také vyčistit celý ostrov od nánosů tefry. Každý kus ostrova, včetně svahů místních kopců, bylo potřeba (doslova) zamést košťaty. Bylo totiž potřeba odkrýt pohřbenou půdu a zabránit nebezpečným splachům tefry častými dešti do nižších částí ostrova.

Proč k erupci došlo?

Sopečná činnost na Islandu je spojena s procesem deskové tektoniky. Ostrov totiž leží na rozbíhavém rozhraní středoatlantského hřbetu, na němž k povrchu vystupuje velké množství magmatu. Vznik magmatu pod Islandem je dále umocněn tavením svrchního pláště v místě horké plášťové skvrny, v níž je přenos tepla a tavení významnější než v jiných částech povrchu Země. Postupné vyvěrání a tuhnutí lávy tak dokázalo vytvořit přes 100 tisíc km2 velký ostrov uprostřed bouřlivého Atlantického oceánu (pro srovnání, Česká republika zaujímá plochu přibližně 79 tisíc km2).

Schématická mapa zobrazuje Island a tlustou červenou čárou pozici, kudy přes ostrov prochází rozhraní litosférických desek (Severoamerické a Euroasijské desky). Západní a východní část Islandu jsou od sebe odtlačovány rychlostí desítek milimetrů za rok. Současně zde dochází k významné sopečné činnosti (vyznačeno odstíny hnědé).Ilustrace Psiĥedelisto a Chris.urs-o, upravil Chmee2, licence CC BY-SA 3.0

Na jižním okraji Islandu se nachází souostroví Vestmannaeyjar s ostrovem Heimaey. Protažený tvar souostroví napovídá, že vzniklo sopečnou činností na sérii prasklin, které prochází v severojižním směru skrze celý Island. Tato série prasklin se označuje jako Východní sopečná (či riftová) zóna. Jedná se o oblast, kde je Island trhán vedví, a to rychlostí necelých 2 cm/rok. Kůra je tak v této oblasti rozrušena a obsahuje řadu trhlin, po kterých může magma snadno vystupovat z hlubších partií Země k povrchu. V této zóně se nachází řada aktivních sopek, například Katla, Hekla, Laki, nebo třeba i Eyjafjallajökull či Bárðarbunga, dvojice sopek, které byly aktivní v minulých letech (2010, respektive 2014-2015).

Souostroví se tak nachází v místě, kde sopečné erupce nejsou nic neobvyklého. Velké množství tepla pod povrchem totiž umožňuje vznik magmatu a série prasklin dovoluje jeho relativně snadný výstup k povrchu. Dá se proto předpokládat, že sopky v okolí ostrova Heimaey ještě neřekly své poslední slovo. Těžko odhadovat, kdy dojde k další sopečné erupci (v současnosti neexistuje metoda, jak erupce přesně předpovídat), ale můžeme si být docela jisti, že k sopečné činnosti v této části světa opětovně v budoucnu dojde.

Současný pohled z vrcholku sopky Eldfell na město a přístav. V centrální části snímku je dobře patrný lávový proud, který hrozil uzavřením přírodního průlivu do přístaviště. V levé části je vidět jeho část, která pronikla do města, kde zničila stovky domů.Snímek Szilas, volné dílo

Text je uvolněn pod svobodnou licencí. Při převzetí textu prosím uveďte: „Autor textu Petr Brož (Geofyzikální ústav AV ČR), psáno pro časopis Vesmír, licence Creative Commons BY-SA 3.0.”

Read More

Když se rodí nová země: příběh ostrova Surtsey

Autor textu Petr Brož (Geofyzikální ústav AV ČR), psáno pro časopis Vesmír, licence CC-BY-SA 3.0

Když jednoho listopadového rána 1963 spatřila posádka rybářské lodě nedaleko Islandu stoupat nad horizontem černý kouř, domnívala se, že má co dočinění s lodí v nesnázích. Následné exploze ale vyvedly posádku z omylu. Rybáři byli svědky začátku sopečné činnosti, která během čtyř let vytvořila zcela nový ostrov. Ve vodách severního Atlantiku totiž vznikla unikátní přírodní laboratoř umožňující zkoumat přírodní procesy, a to tak cenná, že se dočkala zapsání na seznam UNESCO a lidem byl na ostrov zakázán vstup.

Přibližně dvanáct kilometrů od jižního pobřeží Islandu leží souostroví Vestmannaeyjar (ve staré norštině „ostrovy západních mužů“). Je tvořeno patnácti ostrovy a třiceti malými skalami, které vznikly z pohledu stáří Země vlastně nedávno, před méně než 40 tisíci lety. Největším a současně i jediným obydleným ostrovem souostroví je ostrov Heimaey, který se v roce 1973 stal dějištěm jednoho z největších soubojů člověka se sopkou v historii lidstva (počkejte si na připravovaný 5. díl seriálu). Do listopadu 1963 bylo ale souostroví o jeden ostrov menší. Tehdy totiž ještě neexistoval druhý největší ostrov souostroví, který se měl z vod Atlantského oceánu vynořit přibližně 32 kilometrů od jižního pobřeží Islandu.

Začátek sopečné erupce a vznik ostrova

Na události 14. listopadu 1963 posádka rybářské lodě Ísleifur II zcela jistě nezapomene. Před rozedněním byla jejich loď zničehonic rozkymácena vlnami. Po rozbřesku v 7:15 si lodní kuchař všiml, že se na jihozápadě vznáší nad obzorem černý oblak kouře. Posádka okamžitě změnila kurz a zamířila směrem, kde očekávala hořící loď. Po přiblížení bylo ale zřejmé, že se námořníci spletli. Oblastí se šířil zápach síry a z moře vycházelo mračno černého prachu a popela. Rybáři se nechtěně stali prvními přímými svědky vzniku ostrova, který dostal jméno Surtsey (Surtův ostrov neboli Ostrov ohňového obra).

Fotografie pořízená z letadla zachycuje počátek zrodu sopečného ostrova krátce poté, co
se poprvé vynořil. Nad hladinou se již objevuje okraj sopečného kráteru, ze kterého je
vyvrhována směs sopečného prachu a popela vznikající kontaktem magmatu s mořskou vodou (černé mračno).
Nad kráterem se současně vznáší i pyroklastické mračno odnášející materiál mimo formující se ostrov. 

Snímek NOAA, volné dílo

Posádka rybářské lodě ale nebyla první, kdo vznik Surtsey zaznamenal. Mezi 6. až 8. listopadem se podařilo islandským seismologům pozorovat zvláštní druh chvění země, ke kterému dochází při pohybu magmatu v kůře Země. Měření naznačovala, že ke chvění dochází ve vzdálenosti 140 kilometrů od seismické stanice, a to ve vodách jižně od Islandu. Přibližně v oblasti, kde později vznikl ostrov Surtsey. Podobné chvění se podařilo zaznamenat i na další stanici o čtyři dni později. Téhož dne pocítili obyvatelé vesnice Vík, ležící na jižním pobřeží Islandu, zápach sirovodíku. O den později si posádka rybářské lodi lovící sledě na jih od ostrova Heimaey všimla nárůstu teploty mořské vody o 2,4 °C, a to v oblasti, kde se za pár dní vynoří nový ostrov.

Sopečná erupce totiž započala již o několik dní dříve, než byla na hladině zpozorována. Na oceánském dně přibližně 130 metrů pod mořskou hladinou se vytékající láva dostala do kontaktu s vodou, která ji okamžitě chladila, a současně do prostředí, kde panuje značný hydrostatický tlak způsobený vahou vodního sloupce. Ten bránil tomu, aby se na kontaktu lávy a vody začaly tvořit ve velké míře bubliny vodní páry, a současně zamezoval i úniku sopečných plynů z lávy. Nedocházelo proto k trhání lávy na menší části a k jejich vyvrhování do okolí. Na dně oceánu se láva vylévala v podobě lávových polštářů.

S tím, jak se lávové polštáře postupně kupily na sebe, rostla ze dna podmořská hora. Když vystoupala dostatečně blízko k hladině, tlak vodního sloupce již nebyl dostatečný, aby přeměně vody na páru a vzniku bublin bránil. Láva se začala trhat na malé úlomky vyvrhované velkou rychlostí z místa sopečné erupce. A byl to právě okamžik krátce po tomto přerodu, který posádka lodi zaznamenala.

V následujících dnech sopečná erupce neustávala. Exploze se opakovaly a nad hladinu se dostával další sopečný materiál. Nad mořskou hladinou začal vznikat sopečný kráter. Zpočátku byl vyplněn vodou, která byla během každé exploze vyvržena pryč a pak se do něj z okolního oceánu vracela. Během pár dní vyrostl 500 metrů široký a okolo 45 metrů vysoký ostrov, nad kterým se vznášelo až devět kilometrů vysoké mračno sopečného prachu a popela, jež bylo možné pozorovat i z blízkého Islandu.

K ostrovu se začala sjíždět početná flotila lodí a nad ostrovem přelétávala malá letadla. Místní, vědci i novináři se snažili spatřit a zaznamenat detaily jeho zrodu. Vznik ostrova se začal stávat celosvětovou událostí. Přispěla k tomu i kuriózní událost z 15. prosince 1963. Tehdy se na novém ostrově vylodila skupina francouzských novinářů z týdeníků Paris Match, než je silná exploze asi po patnácti minutách přiměla Surtsey opustit. Během krátké návštěvy dokázali zažehnout mezinárodní spor. Na novém ostrově totiž v žertu vyvěsili francouzskou vlajku a dle tradic námořního práva vyhlásili Surtsey za území Francie. Krátce nato přispěchala islandská vláda s oficiálním prohlášením, že jelikož ostrov vznikl v jeho výsostných vodách, patří pod jeho správu, čímž nárok Francouzů zamítla.

Letecká fotografie zachycuje ostrov Surtsey 30. listopadu 1963, tedy pouhých 16 dní po jeho vzniku. Kráter, ze kterého stoupá sopečné mračno, je stále ještě spojen s okolním oceánem. Tím je zajištěn přísun vody k magmatu, následkem čehož jsou erupce výrazně explozivní.Snímek Howell Williams (NOAA), volné dílo

Stabilizace ostrova

S ohledem na explozivní charakter sopečných erupcí byl ostrov tvořen převážně úlomky sopečných hornin, tzv. struskou, tedy nesoudržným materiálem, který nebyl schopen odolávat nepřízni počasí severního Atlantiku. Záhy po vzniku ostrova proto začal souboj sopky s mořskými vlnami. Časté bouře a neutuchající příval vln odnášel sopečný materiál z ostrova, ten tak byl neustále ničen. Vědci proto odhadovali, že pokud se nezmění styl sopečné činnosti, či erupce ustanou, ostrov se záhy zanoří do vod Atlantiku a zmizí. Což se ostatně stalo minimálně pěti jiným ostrovům, které v okolí Islandu od roku 1200 vznikly.

Jenže sopka byla tentokrát silnější. Množství vyvrženého materiálu bylo větší než ztráty způsobené erozí, ostrov proto neustále rostl. K 24. listopadu měřil už 900 × 650 metrů a v únoru 1964 dorostl šířky přibližně 1300 metrů. Začátkem roku 1964 došlo k důležité události. Sopečný kráter se uzavřel vodám Atlantiku, takže vystupující láva se už nedostávala do kontaktu s vodou. Okamžitě se proto změnil charakter sopečné činnosti. Místo trhání lávy na drobné úlomky začala láva vytékat v podobě lávových proudů rozlévajících se po ostrově. Přibližně polovina ostrova získala tvrdou krustu schopnou odolat nepřízni počasí, bičujícím větrům i neutuchajícímu přívalu mořských vln. Výlevy lávy pokračovaly s různou intenzitou až do konce roku 1965, kdy ostrov dostáhl celkové rozlohy 2,5 km2.

V květnu 1965 se místo vyvěrání lávy přesunulo zpět pod mořskou hladinu. K sopečné činnosti totiž došlo přibližně 600 metrů od severního okraje Surtsey a 28. května se nad mořskou hladinu vynořil nový sopečný ostrov – Syrtlingur (v překladu malý Surtsey). Jeho život byl ale jepičí. Když na tomto novém ostrově ustaly v říjnu sopečné erupce, byl krátce nato mořskými vlnami zcela zničen. Podobný osud měl i ostrov Jólnir, který začal vznikat v prosinci 1965 přibližně 900 metrů od jihozápadního pobřeží Surtsey. Neustálý souboj sopečné činnosti s mořskými vlnami způsobil, že ostrůvek několikrát vznikl a zanikl. Během července a srpna se sopečná činnost zintenzivnila, což umožnilo Jólnirovi dosáhnout výšky 70 metrů a rozlohy 0,3 km2. Jakmile ale sopečná činnost 8. srpna 1966 ustala, jeho osud byl zpečetěn. Během října 1966 i tento ostrov zanikl. Na mořském dně ale po těchto ostrovech zůstaly podmořské hory tvořící společně se Surtsey pás o délce 5,8 km a pokrývající rozlohu přibližně 13,2 km2.

Na sklonku roku 1965 vystoupil přibližně 900 metrů od jihozápadního pobřeží Surtsey nad hladinu oceánu ostrov Jólnir (na letecké fotografii). Ostrov byl opakovaně zničen mořskými vlnami a následně opět vytvořen sopečnou činností. Fotografie ukazuje jeho podobu ze dne 22. srpna 1966, kdy se na ostrově nacházela dvojice kráterů vyplněných vodou. V říjnu 1966 ostrov definitivně zmizel pod hladinou. V pravém horním rohu se nachází pobřeží ostrova Surtsey.Snímek Richie Williams (USGS), volné dílo

V polovině srpna 1966 se sopečná činnost vrátila na Surtsey. Výlevy lávy pokračovaly v různé intenzitě až do 5. června 1967, kdy sopečná činnost definitivně ustala. Od té doby je Surtsey považován za vyhaslou sopku. Během tří a půl let sopečné činnosti se na povrch Země dostal přibližně 1 km3magmatu, které dalo vzniknout ostrovu tyčícímu se 174 metrů nad hladinu moře.

Mizící ostrov

Jakmile ale sopečná činnost skončila, zkáze již nestálo nic v cestě. Eroze začala povrch ostrova pomalu narušovat a odnášet úlomky hornin do oceánu. Ostrov se začal snižovat a měnit svůj tvar. Zatímco jihovýchodní část ostrova byla významně zničena vlnami, na jeho severním okraji začal pro změnu vznikat výběžek s plážemi tvořenými usazovaným materiálem. Odhaduje se, že eroze již stihla přemístit přibližně čtvrtinu hornin nacházejících se nad mořskou hladinou. Výška ostrova se k roku 2013 snížila na přibližně 155 metrů a jeho rozloha klesla na 1,3 km2.

Krátce po skončení sopečné činnosti vědci umístili na ostrov geodetické značky ve snaze přesně sledovat změny, které se na ostrově odehrávají. Na základě měření zjistili, že během prvních dvaceti let po skončení erupce se celý ostrov přibližně o jeden metr sesedl. Sesedání probíhalo nejprve rychlostí okolo 20 centimetrů za rok, v 90. letech se ale proces zpomalil na 1 až 2 centimetry za rok. Pokles ostrova byl způsoben sesedáním sypkých úlomků sopečných hornin, ale i stlačováním mořských sedimentů, na kterých ostrov vznikl, a prohnutím litosférické desky pod vahou vzniklého ostrova.

V současnosti ostrov ztrácí přibližně jeden hektar své rozlohy ročně. Pokud bude rychlost eroze i nadále přibližně stejná, odhaduje se, že vlny ostrov pohltí do roku 2100. Nicméně je možné, že se s postupujícím časem rychlost eroze sníží. Vlny se totiž budou zakusovat hlouběji do nitra ostrova, kde pravděpodobně narazí na pevné sopečné horniny vzniklé utuhnutím lávy v přívodní dráze sopky. Je proto možné, že ostrov Surtsey bude existovat po několik následujících století v podobě skalnatého ostrova či výčnělku. Podobně jako další malé ostrovy a skály v souostroví Vestmannaeyjar vzniklé obdobným způsobem před tisíciletími, jejichž části se zachovaly až do současnosti.

Ilustrace ukazuje změnu linie pobřeží ostrova Surtsey v průběhu let (1967, 1977 a 2002). Vlivem větru, deště a mořských vln se ostrov neustále zmenšuje. Jihozápadní část pobřeží byla výrazně zničena, naopak v severní části ostrova vzniká hřbet s plážemi, jelikož zde se část odnášeného materiálu postupně usazuje.Ilustrace Pinpin, licence CC BY-SA 3.0

Osidlování ostrova

Vědecký zájem o Surtsey ale nebyl vázán jen na výzkum sopečné činnosti. Vědci si totiž hned uvědomili, že před sebou mají velice cennou přírodní laboratoř dovolující pozorovat kolonizaci nové země, takového malého Islandu, životem. Již v roce 1965 se proto nadmořská část ostrova Surtsey stala přírodní rezervací, kam neměli lidé, vyjma vědců, dovolen vstup.

Již v roce 1964 na ostrov zavítala vědecká expedice snažící se šíření života zdokumentovat. Prvním popsaným obyvatelem se stal pakomár Diamesa zernyi, který přiletěl z okolních ostrovů, či byl přivát větrem. Nicméně již krátce po vynoření z vod Atlantiku byl Surtsey kolonizován mikroorganismy dopravenými větrem či mořskými proudy. Expedice také našla několik semen rostlin vyplavených na pobřeží vlnami. Při následující expedici byli nalezeni další zástupci nelétavého hmyzu. Vlny totiž na pobřeží ostrova vyvrhují kusy dřeva, rostlin i lidského odpadu (převážně plastů) unášeného v oceánu mořskými proudy. A byla to právě tato provizorní plavidla, na kterých se mohl hmyz na ostrov dostat. Další, jako například zástupci chvostoskoků (Collembola), se na ostrov dostali s vyplavenými zdechlinami zvířat. S postupem let se tak populace hmyzu i druhová pestrost zvětšovala. S tím začal postupně vznikat potravní řetězec, který umožnil osídlení ostrova některými druhy ptáků.

Ke svému překvapení našli biologové na jaře 1965 v severní části ostrova první cévnatou rostlinu, pomořanku přímořskou (Cakile maritima). Do té doby se domnívali, že se na ostrově uchytí mnohem dříve mechy a lišejníky. Na mechy přitom narazili až o dva roky později, kdy se na holých skalách začal objevovat jejich souvislý porost. V roce 1970 se k nim přidal i porost lišejníků. Od té doby se mechy a lišejníky rozšířily do všech koutů ostrova a dnes pokrývají v podstatě celý ostrov.

Během prvních dvaceti let existence ostrova se podařilo na ostrově objevit dvacet druhů rostlin, nicméně pouze deset z nich se v chudé sopečné půdě trvale zabydlelo. V roce 1998 byla na ostrově objevena první dřevina, vrba bobkolistá (Salix phylicifolia). Pozvolné obohacování sopečné půdy o organický materiál začalo vytvářet podmínky umožňující uchycení dalším druhům rostlin. K roku 2008 proto na ostrově dlouhodobě rostlo už třicet druhů rostlin a popsáno jich bylo 69 (na blízkém Islandu přitom roste přibližně 490 druhů rostlin). Od té doby se daří biologům objevit dva až pět nových druhů ročně. Je ale pravděpodobné, že se rychlost objevů v budoucnosti zmenší. Jak bude ostrov erodován a bude se zmenšovat, v určitý moment začne množství rostlin klesat.

Některé objevy vyvolávají na tváři úsměv. Například objevení rostlin brambor a rajčete. Zatímco u brambor se pravděpodobně jednalo o žert několika islandských mladíků ze sousedního ostrova, kteří se přes zákaz na Surtsey vylodili a brambory tam v roce 1977 zasadili, u rajčete se jednalo nejspíše o lidské selhání. Semínko totiž pocházelo z exkrementu, který nebyl odstraněn tak, jak by měl být. Ve snaze nenarušit přirozený proces kolonizace ostrova životem byly v obou případech rostliny okamžitě po objevení odstraněny.

Prvními pozorovanými hnízdícími ptáky byli zástupci buřňáků a alkounů. Ti svá hnízda vybudovali již tři roky po skončení erupcí. V současnosti na ostrově pravidelně sídlí okolo dvanácti párů. Již od dob vzniku ostrova byli v jeho okolí pozorováni racci, nicméně až do roku 1984 trvalo, než si na ostrově vytvořili svou stálou kolonii. V roce 2008 bylo pozorováno hnízdění čtrnácti druhů ptáků.

Byli to současně právě rackové, kteří měli významný dopad na dalším šíření života. Přítomnost racků totiž začala fungovat jako urychlovač osidlování. Ptáci začali ve svém trusu přinášet semena rostlin, cíleně nosili i kousky rostlin určených pro stavbu hnízd. Současně svým trusem (guánem) začali zúrodňovat chudou sopečnou půdu. Mršiny ptáků navíc posloužily jako zdroj potravy pro další živočichy, čímž se nabídka v potravním řetězci dále zvětšovala. Na své si tak začal přicházet i masožravý hmyz. S bohatší potravní nabídkou přišly na ostrov další formy života. V roce 1993 byla na Surtsey objevena první žížala, pravděpodobně přinesená ptákem ze sousedního Heimaey. O pět let později byl nalezen i první slimák. V současnosti jsou na ostrově i pavouci a různé druhy brouků.

Fotografie zachycuje vnitřní svah sopečného kráteru v roce 2007 při pohledu z lodě plující nedaleko ostrova Surtsey. Svahy kráteru jsou vlivem eroze v podstatě bez vegetace. V blízkosti linie pobřeží jsou naopak vidět mechy a na útesech bílé tečky – hnízdící rackové.Snímek CanonS2, licence CC BY-SA 2.0

Surtsey se stal také domovem mořských ploutvonožců. Na ostrově se úspěšně rozmnožuje tuleň kuželozubý (Halichoerus grypus) i tuleň obecný (Phoca vitulina). Přítomnost tuleňů následně přitahuje do příbřežních vod kosatky, které je loví, i ryby, které žijí na podmořských svazích ostrova.

V roce 2008 byl pro svou mimořádnost Surtsey s blízkými vodami prohlášen za památku UNESCO (za pročtení stojí v angličtině sepsaná zpráva k žádosti o ochranu). Celkem je chráněno 65 km2 území. Oproti jiným památkám zde ale mají turisté smůlu. Ve snaze uchránit jedinečnost ostrova a dát možnost vědcům zkoumat přírodní procesy v nedotčené podobě je přístup na ostrov zakázán. Výjimku mají jen malé týmy vědců zkoumající přírodní procesy, které se na ostrově odehrávají. Jediná možnost, jak si ostrov prohlédnout z blízka, je během přeletu malého letadla nad samotným ostrovem, či z paluby lodě proplouvající kolem jeho břehů.

Vyjma mořem vyvrhovaných plastů je tak jediným dokladem lidské přítomnosti na ostrově starý maják a malá chatka vybavená několika postelemi, vysílačkou pro případ nouze a solárními panely. Slouží totiž jako základna pro vědecké expedice, i jako místo, kam se mohou přijít schovat případní trosečníci. V roce 2017 byla na ostrově vyvrtána dvojice vrtů, které mají v následujícím desetiletí sloužit jako vědecké observatoře umožňující pozorovat změny, ke kterým uvnitř ostrova dochází, a sledovat tepelný tok ostrovem. Můžeme se proto těšit, že tato unikátní přírodní laboratoř bude i nadále sloužit rozvoji lidského vědění.

Pro běžné návštěvníky je Surtsey uzavřen. Přístup na ostrov mají jen vědecké expedice. Turisté si proto mohou ostrov prohlédnout jen z dálky z lodě či z malého letadla.Snímek Brian Gratwicke, licence CC BY 2.0

Proč k erupci došlo?

Sopečná činnost na Islandu je spojena s procesem deskové tektoniky. Ostrov totiž leží na rozbíhavém rozhraní středoatlantského hřbetu, na němž k povrchu vystupuje velké množství magmatu. Vznik magmatu pod Islandem je dále umocněn tavením svrchního pláště v místě horké plášťové skvrny, v níž je přenos tepla a tavení významnější než v jiných částech povrchu Země. Postupné vyvěrání a tuhnutí lávy tak dokázalo vytvořit přes 100 tisíc km2 velký ostrov uprostřed bouřlivého Atlantického oceánu (pro srovnání, Česká republika zaujímá plochu přibližně 79 tisíc km2).

Schématická mapa zobrazuje Island a tlustou červenou čárou pozici, kudy přes ostrov prochází rozhraní litosférických desek (Severoamerické a Euroasijské desky). Západní a východní část Islandu jsou od sebe odtlačovány rychlostí desítek milimetrů za rok. Současně zde dochází k významné sopečné činnosti (vyznačeno odstíny hnědé).Ilustrace Psiĥedelisto a Chris.urs-o, upravil Chmee2, licence CC BY-SA 3.0

Na jižním okraji Islandu se nachází souostroví Vestmannaeyjar s ostrovem Surtsey. Protažený tvar souostroví napovídá, že vzniklo sopečnou činností na sérii prasklin, které prochází v severojižním směru skrze celý Island. Tato série prasklin se označuje jako Východní sopečná (či riftová) zóna. Jedná se o oblast, kde je Island trhán vedví, a to rychlostí necelých 2 cm/rok. Kůra je tak v této oblasti rozrušena a obsahuje řadu trhlin, po kterých může magma snadno vystupovat z hlubších partií Země k povrchu. V této zóně se nachází řada aktivních sopek, například Katla, Hekla, Laki, nebo třeba i Eyjafjallajökull či Bárðarbunga, dvojice sopek, které byly aktivní v minulých letech (2010, respektive 2014-2015).

Souostroví se tak nachází v místě, kde sopečné erupce nejsou nic neobvyklého. Velké množství tepla pod povrchem totiž umožňuje vznik magmatu a série prasklin dovoluje jeho relativně snadný výstup k povrchu. Dá se proto předpokládat, že sopky v souostroví Vestmannaeyjar ještě neřekly své poslední slovo. Těžko odhadovat, kdy dojde k další sopečné erupci (v současnosti neexistuje metoda, jak erupce přesně předpovídat), ale můžeme si být docela jisti, že k sopečné činnosti v této části světa opětovně v budoucnu dojde.

Licence

Text je uvolněn pod svobodnou licencí. Při převzetí textu prosím uveďte: „Autor textu Petr Brož (Geofyzikální ústav AV ČR), psáno pro časopis Vesmír, licence CC-BY-SA 3.0.”

Read More

Když krajinu spláchne povodeň: život ve stínu Katly

Autor textu Petr Brož (Geofyzikální ústav AV ČR), psáno pro časopis Vesmír, licence Creative Commons BY-SA 3.0.

Dominantou jižního Islandu je bezesporu Katla, jedna z největších a nejaktivnějších sopek ostrova. V jejím stínu se nachází řada hojně navštěvovaných přírodních památek. Málokterý z turistů si však uvědomí, v jak nebezpečné části ostrova se ocitl. Vrcholek Katly se skrývá pod stovky metrů mocnou vrstvou ledu, která může začít vlivem sopečné činnosti rychle tát, a tím vyvolat ničivé záplavy. Navíc led způsobuje trhání magmatu na malé kousky v podobě sopečného prachu a popela schopného šířit se atmosférou daleko od sopky. Katla je proto hrozbou nejen pro jižní Island, ale i pro velkou část kontinentální Evropy.

Když se po okružní silnici 1 (tzv. Hringveguru) vydáte z Reykjavíku směrem na východ, po přibližně dvou hodinách cesty se dostanete k oblíbenému turistickému cíli, vodopádu Skógafoss. Ten se nachází na řece Skóga, podle které vede do horského sedla Fimmvörðuháls, ležícího mezi ledovci Eyjafjallajökull a Mýrdalsjökull, oblíbená turistická trasa. Ze sedla následně cesta klesá k údolí Þórsmörk, odkud pokračuje jako slavná trasa Laugavegur, po které se každoročně vydají tisíce turistů do geotermální oblasti Landmannalaugar.

Na cestě do sedla Fimmvörðuháls čeká na turisty kromě desítek různě vysokých vodopádů na řece Skóga i dvojice bíle se lesknoucích vrcholků hor. Ten vyšší je 1512 metrů vysoký a patří Katle. Skalnatý vrchol ale není možné spatřit přímo. Leží pod 200 až 700 metry silnou vrstvou ledu tvořící ledovec Mýrdalsjökull, který zabírá plochu 595 km² a na třech místech sestupuje v podobě ledovcového splazu dolů do údolí. Pod ledem je protažený kráter o velikosti 9 × 14 kilometrů, tzv. sopečná kaldera. Jeho přítomnost, samotný tvar hory i množství utuhnutých lávových proudů na svazích hory dávají jasně tušit, že Katla je obrovská sopka.

Konkrétně představuje štítovou sopku vzniklou postupným hromaděním snadno tekoucích lávových proudů. Sopky podobného typu se nacházejí například na Havajských ostrovech, kde pro místní zpravidla nepředstavují vážnější riziko. Pro štítové sopky je totiž charakteristické, že láva není na povrch vyvrhována během ničivých sopečných explozí schopných rozmetat kužel sopky na kusy, ale vytéká z prasklin do okolí podobně, jako když na povrch vyvěrá pramen vody. Obyvatelé mají proto většinou čas se před blížící lávou dostat do bezpečí. U Katly je tomu ale jinak.

Satelitní snímek pořízený americkou sondou EO-1 zachycuje ledovec Mýrdalsjökull, který leží na vrcholku Katly. Ledovec pod sebou ukrývá rozsáhlý sopečný kráter, který je častým svědkem sopečné činnosti.Snímek Robert Simmon/NASA, volné dílo

Katla se totiž oproti havajským sopkám nenachází v oblasti tropického ráje, ale v části světa, kde panují nízké teploty dovolující existenci pevninských ledovců. Jeden z nich, Mýrdalsjökull, se pak nachází přímo na vrcholku sopky. A právě silná vrstva ledu dělá z Katly extrémně nebezpečnou sopku.

Když se krajinou prožene jökulhlaup, aneb erupce v roce 1918

Před vybudováním islandského silničního okruhu se lidé obávali do okolí Katly cestovat. Rovinaté pláně v jejím okolí totiž postihovaly (a i nadále postihují) náhlé povodně způsobené únikem ledovcové vody. Pro tento druh záplav se vžilo označení jökulhlaup a představují jedno z největších nebezpečí spojených se sopečnou činností, se kterými se můžeme na Islandu setkat. Plnou sílu těchto povodní jsme měli možnost spatřit 12. října 1918, kdy došlo k poslední významné erupci této sopky.

Že 12. říjen nebude pro místní běžným dnem, začalo být zřejmé okolo 13. hodiny. Tehdy oblast jižního Islandu postihlo silné zemětřesení. Země se pak slaběji třásla nepřetržitě přibližně půl hodinu. To značilo, že se po prasklinách dere k povrchu magma. Na „povrch“ magma vystoupalo v oblasti sopečné kaldery, která ale byla zcela vyplněna ledem. Magma o teplotě okolo tisíce stupňů Celsia začalo tavit okolní led. Vzniklo obrovské množství vody, které si začalo hledat cestu ven ze sevření ledového krunýře.

Okolo 15. hodiny si obyvatelé blízké vesnice Vík všimli, že se nad vrcholkem Katly začíná vznášet sopečné mračno. Znamenalo to, že se láva dokázala protavit ledovcem. Krátce nato spatřili, jak se korytem řeky Múlakvísl valí směrem k moři obrovská povodňová vlna tvořená směsí ledovcové vody a úlomků sopečných hornin a ledových ker. Odhaduje se, že povodeň urazila cestu z kráteru k moři za přibližně 45 minut. Postupovala tedy rychlostí okolo 10 m/s.

Obyvatelé vesnice Vík měli štěstí. Povodeň se totiž valila korytem řeky směřující od jejich vesnice. O podobném štěstí ale nemohla mluvit skupina farmářů, kteří v oblasti Álftaver na jihovýchod od Katly chovali ovce. Ti totiž v osudný den uslyšeli bez zjevné příčiny velkou ránu. Znajíce divokou historii svého kraje, okamžitě naskočili na své koně a zamířili k nejvyššímu místu v okolí – lávovému poli Skálmabæjarhraun. Během cesty spatřili, jak se ze svahu Katly začíná valit obrovská povodňová vlna beroucí vše, co jí stálo v cestě. Farmáři se rozhodli opustit svůj cenný dobytek a hnát koně na hranici sil v urputném cvalu k lávovému poli. Toho se jim podařilo dosáhnout jen krátce před tím, než se kolem nich prohnala povodňová vlna unášející různě velké úlomky skal a ledových ker. Farmáři si na poslední chvíli zachránili životy, svá stáda však zachránit nemohli.

Když prvotní povodňová vlna opadla, přeživší zamířili k farmě Skálmabæjarhraun. Po příjezdu začali z farmy vynášet zásoby do stodoly stojící na starém lávovém poli na vyvýšeném místě. Se svými rodinami pak ve stodole přečkali noc. Během večera na stodolu začal dopadat sopečný prach a úlomky strusky. Noční oblohu protínaly blesky vznikající třením sopečných částic o sebe a s tím spojeným vznikem statické elektřiny. Z dálky byly slyšet nekonečné ozvěny sopečných explozí i překotný hukot unikající ledovcové vody.

Ráno farmáři spatřili, že záplavová vlna dosáhla až k vyklizené farmě. Těsně v jejím sousedství se nacházela obrovská ledová kra. Po erupci byla farma opuštěna, podobně jako několik dalších farem v okolí. Povodeň si vyžádala život několika stovek ovcí, 37 koní, ale žádného člověka.

Cenné poznatky o průběhu povodně poskytli svědci pozorující její postup z vesnice Vík a kopce Hjörleifshöfði. Z jejich výpovědí jsme se dozvěděli, že se nejednalo o povodeň jednu, ale o sérii záplav o různé intenzitě. Svědci totiž spatřili, že po prvotní (přibližně dvě hodiny trvající) povodni se okolo 17. hodiny najednou množství vody proudící do moře razantně zvýšilo. A to tak moc, že voda byla schopná unášet obrovské ledové kry. Zdálo se, že se krajinou pohybují celé sněhem pokryté kopce. Dobové fotografie těchto ker dokládají, že byly mezi 40 až 60 metry vysoké.

Okolo 19. hodiny se začalo nad ostrovem stmívat, takže přestalo být možné průběh záplav sledovat. Když se druhý den okolo sedmé rozednělo, povodeň již korytem neprotékala, takže nebylo možné určit čas jejího konce. Odhaduje se, že hlavní část povodně trvala okolo 5 až 6 hodin, během kterých se korytem prohnalo okolo 8 km3 směsi vody a úlomků sopečných hornin. Kulminační průtok byl nejspíše okolo 150 000 m3/s; pro srovnání, řeka Amazonka má průměrný průtok okolo 209 000 m3/s.

Dobová fotografie zachycuje explozi Katly s doprovodným mračnem sopečného prachu a popela, které vzniklo během erupce v roce 1918. Snímek byl dodatečně barevně upraven.Snímek Icelandic Glacial Landscapes, volné dílo

Tím to ale neskončilo. V průběhu 13. října se povodně do rovinatých plání ležících jihovýchodně od Katly vrátily. Uvnitř ledovce totiž někdy v průběhu záplav vznikla zřícením stropu ledového tunelu, kterým voda proudila, hráz. Ta bránila vodě v úniku do doby, než tlak vody způsobil její protržení. Voda následně v různé intenzitě vytékala zpod ledovce po dobu dvou týdnů, v dalších čtyřech týdnech se pak povodně v mnohem slabší síle ještě příležitostně vracely.

Série povodní významně proměnila krajinu rovinatých plání na jihovýchod od Katly. Proudící voda totiž dokázala významně přetvořit koryta, kterými proudila, a přenést velké množství hornin a ledu. A to tak velké, že část jižního pobřeží Islandu se prodloužila o pět kilometrů (!) a je pravděpodobné, že významnou proměnou prošlo i přiléhající dno oceánu, což se v té době nedalo detailněji prozkoumat. Po krajině byly rozházeny obrovské balvany a desítky metrů velké ledové kry. Ty byly vodou urvány z čela ledovcových splazů, čímž došlo k jejich významnému přetvoření.

Sopečné mračno

Záplavy způsobené ledovcovou vodou byly přitom jen jedna část zkázy. Přítomnost vodního ledu v místě výstupu magmatu totiž způsobila exploze trhající magma na malé částečky. A to kvůli tomu, že se vlivem tepla led přeměňoval nejprve na vodu a následně na páru. Pára zabírá přibližně tisíc šestsetkrát větší objem než voda (přesná hodnota závisí na teplotě), takže po svém vzniku začne expandovat a během expanze trhá okolní materiál. Když se pak ledovec nad kráterem roztavil, začalo nad ním vyrůstat sopečné mračno tvořené sopečným prachem a popelem.

Dobová svědectví dokládají, že sopečné mračno bylo vidět ze vzdálenosti 200 až 300 kilometrů, tedy z většiny území Islandu. Odhaduje se proto, že vystoupalo do výšky 14 kilometrů, načež začalo být unášeno větry směrem na západ. Obloha nad Reykjavíkem záhy potemněla. Geologické nálezy dokládají, že přibližně polovina ostrova byla zasypána popelem. V bezprostřední blízkosti sopky spadlo z oblohy tolik materiálu, že vznikla půl metru silná vrstva… Na povrch Islandu se dostalo přibližně 1 km3 nového sopečného materiálu, nicméně to nemusí být konečné množství, které exploze vyvrhla. Těžko se totiž určuje množství materiálu, který byl uložen pod mořskou hladinu. Sopečná erupce, která trvala 24 dní, proto mohla být ještě objemnější, než se nyní jeví.
Pestrá minulost Katly

Sopečná erupce z roku 1918 byla přitom jen jednou z mnoha probuzení této islandské sopky. Historické záznamy dokládají, že od doby, co je Island osídlen, explodovala Katla přibližně dvacetkrát. Statisticky proto vychází, že se Katla probudí k životu zpravidla po 40 až 80 letech, respektive přibližně dvakrát za století. Jak ale dokládají vrtná jádra z grónského ledovce či sedimenty ze dna Atlantského oceánu, Katla je činná dlouhodobě. Záznamy totiž dokládají, že k explozi došlo například i 12 tisíc let před naším letopočtem. K sopečné činnosti dochází zpravidla uvnitř sopečné kaldery, ale část erupcí se odehraje také v rámci série trhlin Eldgjá táhnoucích se přibližně 60 km severovýchodním směrem k sopce a ledovci Grímsvötn.

Fotografie zachycuje část trhlinového systému Eldgjá, ve kterém se historicky odehrála část sopečné činnosti spojené s Katlou.Snímek Borvan53, licence CC BY-SA 3.0

K největší známé pozorované erupci Katly došlo v roce 1755, kdy sopka chrlila sopečný materiál do svého okolí po dobu 120 dní. Tehdy v důsledku úniku vody z tajícího ledovce vznikla povodeň s odhadovaným průtokem 200 000 až 400 000 m3/s. Oblast jižního Islandu tehdy zalila povodeň nepředstavitelných rozměrů.

Neklidná Katla

K poslední velké erupci Katly došlo v roce 1918, ale od té doby se Katla pravděpodobně probudila již třikrát. Vždy ale jen slabě. Stalo se tak v roce 1955, 1999 a 2011, kdy se znenadání rozvodnily řeky v jejím okolí. To naznačovalo, že pod ledovým příkrovem došlo k sopečné činnosti a s tím spojeným táním ledu. V roce 2011 byla povodeň na řece Múlakvísl natolik silná, že strhla silniční most umístěný na hlavní okružní silnici, a to uprostřed právě probíhající turistické sezóny. Nicméně je zřejmé, že na další silnou erupci Katly od roku 1918 stále čekáme.

Vyjma náhlé povodně nás o sopečné erupci Katly v roce 2011 zpravilo také propadání části ledovce Mýrdalsjökull, které je viditelné na letecké fotografii v podobě zvláštních soustředných prasklin. Jejich vznik napověděl, že se uvnitř ledovce tvoří prostora, do které se mohl ledovec následně propadat. Prostora vznikla táním ledu a následným odtečením vody z místa vzniku.Snímek Boaworm, licence CC BY-SA 3.0

V roce 1918 přitom zasáhly povodně rovinaté pláně na východ od Katly s minimálním osídlením. Škody byly proto velice malé. S ohledem na obrovské riziko je tato oblast neosídlena, takže ani dnes nehrozí, že by povodně způsobily rozsáhlou zkázu. Přesto mají Islanďané z Katly obavy. Historické doklady totiž ukazují, že ne všechny povodně musí ze sopečné kaldery zamířit východním směrem. Příležitostně opustí ledovec i na jeho západním okraji v oblasti Entujökull. Odtud by valící se voda zamířila do turisty oblíbeného údolí Þórsmörk.

Voda, která se do tohoto údolí dostane, je následně odváděna na západ a později na jih podél masivu sopky Eyjafjallajökull. Do míst, kde se na rovinatých pláních oblasti Mýrdalsjökull nachází řada farem s doprovodnou infrastrukturou. Pokud by tedy došlo k výlevu vody na severozápadním úbočí Katly, budou ohroženy lidské životy a vzniknou značné ekonomické škody.Probouzející se obr?
Je to právě sopka Eyjafjallajökull ležící přibližně 25 kilometrů západně od Katly, která nám dala v dubnu 2010 varování, co můžeme u příští erupce Katly čekat. Její erupce vytvořila relativně malý jökulhlaup, který se prohnal částí údolí Þórsmörk, ale i sopečné mračno šířící se nad Evropu. Následné zastavení letecké dopravy nad velkou částí Evropy kvůli přítomnosti sopečného prachu v atmosféře způsobilo ekonomické škody za několika miliard eur.

Pohled z východního úbočí Katly na jedno z říčních koryt ústících do rozsáhlých rovinatých plání, které jsou svědky častých záplav způsobených náhlými ledovcovými povodněmi. Povšimněte si absence vegetace na pláních svědčící o neustálém přetváření povrchu.Snímmek Helgi Thorsteinsson/norden.org, licence CC-BY 2.5 DK

Erupce Eyjafjallajökull mnohé vyděsila. Historická pozorování totiž naznačovala, že existuje souvislost mezi explozí Eyjafjallajökull a Katly. Větší sestra explodovala zpravidla vždy krátce po explozi Eyjafjallajökull. Existují proto úvahy, že tyto sopky jsou napájeny ze stejného magmatického zdroje či že sdílejí část přívodních drah. O devět let později víme, že protentokrát historické předpoklady selhaly. Katla prozatím neexplodovala.
Neměli bychom to ale brát jako doklad toho, že se Katla uklidnila. Sice je v současnosti nemožné přesně předpovídat, kdy sopka exploduje, nicméně v případě Katly je jen otázkou času, kdy znovu udeří. Seismické snímkování jejího okolí totiž ukazuje, že se magmatický krb, tedy místo, kde se magma hromadí před výstupem na povrch, nachází relativně mělko – pouze 3 km pod povrchem. Na základě velikosti seismické anomálie vědci odhadují, že magmatický krb je okolo jednoho kilometru mocný a že se v něm nachází minimálně 10 až 12 km3 roztavených hornin. Není tak pochyb, že sopka je i nadále zásobena roztavenými horninami vystupujícími z hlubších partií Země. V okolí Katly se navíc často chvěje země. To může naznačovat, že je magma v podzemí stále v pohybu.

V roce 2018 navíc vyšla studie islandských a britských vědců, kterým se podařilo jako prvním změřit množství sopečných plynů unikající z Katly. Zjistili tak, že ze sopky vychází obrovské množství oxidu uhličitého (CO2), přibližně dvacet tisíc tun denně. Katla se tak řadí mezi sopky, které tohoto plynu produkují na světě nejvíce. Zůstává prozatím otevřenou otázkou, jestli vysoká emise oxidu uhličitého značí nadcházející sopečnou erupci (existují totiž příklady sopek, u kterých v řádů týdnů až let předcházel erupci nárůst úniku sopečných plynů), nebo jestli je pro Katlu takto vysoká emise přirozená.

S explozí Katly bychom ale měli v každém případě počítat. Máme se jí bát?

Na to je na základě historických dokladů těžké odpovědět. Katla se totiž umí projevovat různě. Kdyby k výstupu lávy došlo mimo zaledněný vrchol, jak se již v minulosti stalo, byli bychom pravděpodobně svědky vzniku lávových proudů „neškodně“ se šířících do okolí. Jestli ale dojde k výlevu magmatu pod ledovcem, dopady mohou být značné. Vyjma katastrofální povodně s potenciálem poničit část jižního Islandu totiž hrozí, že vznikne obrovské sopečné mračno šířící se tisíce kilometrů mimo Island. Mračno přitom může nejenom uzemnit veškerý letecký provoz v zasažené oblasti, ale také na několik let pozměnit klima severní polokoule.

Můžeme proto jen doufat, že s příští silnou erupcí k nám bude Katla milosrdná.
Proč k erupci došlo?Sopečná činnost na Islandu je spojena s procesem deskové tektoniky. Ostrov totiž leží na rozbíhavém rozhraní středoatlantského hřbetu, na němž k povrchu vystupuje velké množství magmatu. Vznik magmatu pod Islandem je dále umocněn tavením svrchního pláště v místě horké plášťové skvrny, v níž je přenos tepla a tavení významnější než v jiných částech povrchu Země. Postupné vyvěrání a tuhnutí lávy tak dokázalo vytvořit přes 100 tisíc km2 velký ostrov uprostřed bouřlivého Atlantického oceánu (pro srovnání, Česká republika zaujímá plochu přibližně 79 tisíc km2).

Schématická mapa zobrazuje ostrov Island a tlustou červenou čárou pozici, kudy přes ostrov prochází rozhraní litosférických desek (Severoamerické a Euroasijské desky). Západní a východní část Islandu jsou od sebe odtlačovány rychlostí desítek milimetrů za rok. Současně zde dochází k významné sopečné činnosti (vyznačeno odstíny hnědé).Ilustrace Psiĥedelisto a Chris.urs-o, upravil Chmee2, licence CC BY-SA 3.0

Na jižním okraji Islandu se nachází sopka Katla, která vznikla na sérii prasklin procházejících v severojižním směru skrze celý Island. Tato série prasklin se označuje jako Východní sopečná (či riftová) zóna. Jedná se o oblast, kde je Island trhán vedví, a to rychlostí necelých 2 cm/rok. Kůra je tak v této oblasti rozrušena a obsahuje řadu trhlin, kterými může magma snadno vystupovat z hlubších partií Země k povrchu. V této zóně se nachází řada aktivních sopek, například Hekla, Laki, nebo třeba i Eyjafjallajökull či Bárðarbunga, dvojice sopek, které byly aktivní v minulých letech (2010, respektive 2014-2015).

Sopka se tak nachází v místě, kde sopečné erupce nejsou nic neobvyklého. Velké množství tepla pod povrchem totiž umožňuje vznik magmatu a série prasklin dovoluje jeho relativně snadný výstup k povrchu. Katla tak zcela jistě ještě neřekla své poslední slovo. Těžko odhadovat, kdy nastane další sopečná erupce (v současnosti neexistuje metoda, jak erupce přesně předpovídat), ale můžeme si být docela jisti, že k sopečné činnosti v této části světa opětovně v budoucnu dojde.

Licence

Text je uvolněn pod svobodnou licencí. Při převzetí textu prosím uveďte: „Autor textu Petr Brož (Geofyzikální ústav AV ČR), psáno pro časopis Vesmír, licence Creative Commons BY-SA 3.0.”

Read More