Sopky mají mnoho tvarů a velikostí, od běžných škvárových kuželových sopek, které se hromadí z opakovaných erupcí a lávových dómů, které se hromadí nad sopečnými průduchy, až po široké štítové sopky a kompozitní sopky. I když se liší strukturou a vzhledem, všechny sdílejí dvě věci. Na jedné straně jsou to všechny úžasné přírodní síly, které děsí i inspirují.
Na druhé straně veškerá sopečná činnost spočívá na stejném základním principu. V podstatě všechny erupce jsou výsledkem vytlačování magmatu z podzemí na povrch, kde vybuchuje jako láva, popel a kámen. Ale jaké mechanismy řídí tento proces? Co přesně způsobuje, že roztavená hornina stoupá z nitra Země a exploduje do krajiny?
Abychom pochopili, jak sopky vybuchují, musíme nejprve zvážit strukturu Země. Na samém vrcholu je litosféra, nejvzdálenější vrstvy Země, která se skládá ze svrchního pláště a kůry. Kůra tvoří malý objem Země, v tloušťce od 10 km na dně oceánu až po maximálně 100 km v horských oblastech. Je chladný a tuhý a skládá se převážně ze silikátové horniny.
Vrstvy Země zobrazující vnitřní a vnější jádro, plášť a kůru. Kredit: discovermagazine.com
Pod kůrou je zemský plášť rozdělen na sekce různé tloušťky na základě jejich seismologie. Ty se skládají z horního pláště, který sahá od hloubky 7 – 35 km (4,3 až 21,7 mi)) do 410 km (250 mi); přechodová zóna, která se pohybuje v rozmezí 410–660 km (250–410 mi); spodní plášť, který se pohybuje v rozmezí 660–2 891 km (410–1 796 mi); a rozhraní jádro-plášť, které má průměrnou tloušťku ~200 km (120 mil).
V oblasti pláště se podmínky od kůry drasticky mění. Tlaky se značně zvyšují a teploty mohou dosahovat až 1000 °C, díky čemuž je hornina dostatečně viskózní, že se chová jako kapalina. Stručně řečeno, prožívá elasticky v časovém měřítku tisíců let nebo více. Tato viskózní roztavená hornina se shromažďuje do obrovských komor pod zemskou kůrou.
Vzhledem k tomu, že toto magma je méně husté než okolní hornina, „plave“ na povrch a hledá trhliny a slabiny v plášti. Když se konečně dostane na povrch, exploduje z vrcholu sopky. Když je pod povrchem, roztavená hornina se nazývá magma. Když se dostane na povrch, vybuchne jako láva, popel a vulkanické horniny.
Tektonické desky Země. Kredit: msnucleus.org
S každou erupcí se kolem sopečného otvoru hromadí kameny, láva a popel. Povaha erupce závisí na viskozitě magmatu. Když láva snadno proudí, může cestovat daleko a vytvářet široké štítové sopky. Když je láva velmi hustá, vytváří známější tvar kuželové sopky (aka. škvárová kuželová sopka). Když je láva extrémně hustá, může se nahromadit ve vulkánu a explodovat (lávové dómy).
Dalším mechanismem, který pohání vulkanismus, je pohyb kůry. Aby se to rozložilo, litosféra je rozdělena na několik desek, které jsou neustále v pohybu na povrchu pláště. Někdy se desky srazí, odtrhnou nebo sklouznou vedle sebe; výsledkem jsou konvergentní hranice, divergentní hranice a transformační hranice. Tato činnost je hnacím motorem geologické činnosti, která zahrnuje zemětřesení a sopky.
V případě prvního jsou často výsledkem subdukční zóny, kde těžší deska vklouzne pod lehčí desku – vytváří hluboký příkop. Tato subdukce mění hustý plášť na vznášející se magma, které stoupá skrz kůru na zemský povrch. Během milionů let toto stoupající magma vytváří řadu aktivních sopek známých jako vulkanický oblouk.
Průřez sopkou. Kredit: 3dgeography.co.uk
Stručně řečeno, vulkány jsou poháněny tlakem a teplem v plášti a také tektonickou činností, která vede k sopečným erupcím a geologické obnově. Prevalence sopečných erupcí v určitých oblastech světa – jako např Pacifický Ohnivý kruh – má také hluboký dopad na místní klima a geografii. Takové oblasti jsou například obecně horské, mají bohatou půdu a pravidelně se v nich tvoří nové zemské masy.
Napsali jsme mnoho článků o sopkách zde na Universe Today. Zde je Jaké jsou různé typy sopek? , Jaké jsou různé části sopky? , 10 zajímavých faktů o sopkách? , Co je to Pacifický Ohnivý kruh? , Olympus Mons: Největší sopka ve sluneční soustavě .
Chcete více zdrojů na Zemi? Zde je odkaz na Stránka Human Spaceflight společnosti NASA , a tady je Viditelná Země NASA .
V rámci našeho turné po Sluneční soustavě jsme také nahráli epizodu Astronomy Cast o Zemi – Epizoda 51: Země .