Italské sopky

Když ke konci 1. století n. l. Gaius Plinius Mladší psal své dopisy historiku Tacitovi, vedly ho k tomu i literární ambice. Jistě však netušil, že dva z těchto dopisů budou patřit k nejčastějším, až přímo základním citacím budoucího vědního oboru, vulkanologie. Byly to dva dopisy, v nichž popsal podle vlastního pozorování a vyprávění dalších osob katastrofální výbuch Vesuvu v roce 79 nl. l. Od té doby předvedl Vesuv i další italské sopky ještě mnoho ukázek sopečné činnosti, která rozhodně nevypadá na to, že by byla na ústupu. Itálie se tak stala kolébkou a klasickou zemí vulkanologie: jeden z jejích moderních zakladatelů, prof. A. Rittmann, pracoval dlouhá léta v Catanii, přímo na úpatí Etny.

Geologický podklad většiny italských sopek tvoří apeninská větev alpsko-himalájské orogenní soustavy a její pokračování kalabrijsko-sicilským obloukem. Pouze Etna a sopky jižně od ní vyrůstají už z předpolí orogenního oblouku, tzv. raguské platformy. Zvrásnění a vyzdvižení alpinských pásem v této oblasti Středomoří bylo ukončeno v miocénu (před 25 – 6 miliony lety). Až do té doby Tyrhénské moře neexistovalo, teprve počátkem pliocénu (cca před 5 miliony let) nastal v jeho místech intenzivní pokles, který vedl k zatopení mořem, dosahujícím dnes hloubek přes 3 000 m. Toto propadání zázemí orogenního oblouku, provázené či snad vyvolané ztenčováním zemské kůry na hodnoty odpovídající spíše oceánu (asi 15 km), patří k nejzajímavějším problémům v geologii Středomoří. Začátek činnosti všech “mladých″ (tj. ve čtvrtohorách činných) italských sopek totiž spadá právě do období zahlubování Tyrhénského moře (pliocén – pleistocén, přesněji 5 – 0,04 milionu let). Je pravděpodobné, že zahlubování i současný vulkanizmus mají společnou příčinu: rozpínání zemské kůry, které uvolňuje magmatu cestu k povrchu.

Vesuv

Nejslavnější sopka světa je vlastně dvojitým vulkánem složeným ze starší Sommy (1 132 m) a vlastního Vesuvu (1 281 m). Oproti pravidelně kuželovitému Vesuvu je Somma pouhou troskou většího kráteru, který se vytvořil po známém katastrofálním výbuchu r. 79 a svým průměrem (původně přes 3 000 m) odpovídal kaldeře. Vznik kalder, tj. širokých kráterových prohlubní, bývá následkem zhroucení stropu magmatického krbu po zvlášť mohutných erupcích. Kužel dnešního Vesuvu se vyvinul až po zmíněném výbuchu r. 79. V současné době leží rezervoár magmatu (krb) dosti mělko, v hloubce 4 – 6 km, v triasových dolomitech, a jeho objem se odhaduje na 50 km³. Celá sopka je tvořena střídáním lávových proudů a nesouvislých vyvrženin (od jemných popelů a lapillových tufů až po balvany); jde tedy o sopku smíšenou čili stratovulkán. Geologicky je to úplný mladík: vznikl asi před 12 000 lety. V historii činnosti Vesuvu se střídají bouřlivé erupce s obdobími pozvolnějšího vyprazdňování krbu až úplného klidu. Tyto velké cykly trvaly u Sommy-Vesuvu zhruba 1 000 – 4 000 let. Zatím poslední erupce byla v roce 1944; s přestávkami trvala skoro celý březen. Střídaly se lávové výlevy s explozemi, lávové fontány dosáhly výšky 700 m. Podle odhadů se tehdy vylilo 21 milionů m³ lávy a bylo vyvrženo 48 milionů m³ nesouvislých vyvrženin. Od roku 1944 je Vesuv v klidu. Jedinou známkou života spícího vulkánu jsou výrony páry a horkých plynů (fumaroly) na vnitřní straně kráteru.

Neodmyslitelnou součástí dějin Vesuvu i celé vulkanologie je katastrofální výbuch r. 79, jehož popis se zachoval ve dvou dopisech Gaia Plinia Mladšího historiku Tacitovi. Slavný přírodovědec starověku Plinius Starší, strýc autora dopisů, při výbuchu zahynul. Jako velitel flotily římského loďstva v nedalekém Misenu vyplul se svou lodí směrem k Vesuvu, aby blíže pronikl k nevídanému přírodnímu úkazu. Vesuv tehdy měl za sebou delší období klidu, jeho svahy se zelenaly vinicemi a tak ani nebyl vnímán jako sopka. Výbuch v časně odpoledních hodinách osudného 24. srpna 79 vyvolal naprostou paniku. Sopka v prvních hodinách erupce chrlila směs horkých plynů, popela a bloků zpěněné lávy (pemzy) ve tvaru sloupce, který se ve stratosféře rozšiřoval v mračno tvarem připomínající piniovou korunu. Rychle se setmělo a na Pompeje, ležící po větru, se sypal sopečný popel a kusy pemzy. Tma, déšť horkého popela a rozbouřené moře pokryté bloky pemzy zabránily lodi s Pliniem Starším připlout k pobřeží přímo pod Vesuvem a donutily ho přistát ve Stabiích na východním konci neapolského zálivu. Tam ho druhého dne při pokračující erupci zastihla smrt, pravděpodobně následkem srdečního záchvatu po předcházejícím stresu a přiotrávení sopečnými plyny. Plinius Mladší zatím erupci pozoroval z Misena, odkud byl dobře viditelný typický stromovitý tvar mračna nad Vesuvem. Tento typ erupce byl později nazván pliniovský; obyčejně nastává u stratovulkánů po delším období klidu, kdy se v magmatickém krbu nahromadily těkavé látky: jejich uvolnění dodává erupci mimořádnou explozivitu.

Plinius Mladší ani další pozorovatelé v doprovodu jeho strýce netušili, co se odehrává za clonou hustých mraků, které se občas snášely na Neapolský záliv během erupce. Netušili to donedávna ani archeologové, kteří postupně odkryli velkou část zasypaných Pompejí a menší část Herculanea. Z Pompejí jsou sice už delší dobu známy dutiny po rozložených tělech zasypaných lidí i zvířat, ale z Herculanea nebyly až donedávna známy pozůstatky obětí výbuchu. Město bylo pohřbeno pod nánosem skoro třikrát silnějším než Pompeje (asi 20 m proti 7 m v Pompejích). Soudilo se, že obyvatelé měli dost času uprchnout, dříve než město zavalily přívaly bahna vzniklého ze sopečného popela prosyceného deštěm. Teprve r. 1982 přinesly vykopávky v Herculaneu překvapivé nálezy lidských koster a ty, spolu s novým vulkanologickým zhodnocením, vrhly nové světlo na tragédii v r. 79.

Podle výzkumů islandského vulkanologa H. Sigurdsona po počáteční pliniovské erupci se po úbočích sopky několikrát přehnala žhavá mračna. Tento typ erupční činnosti se nazývá peléský, podle výbuchu Mont Pelée na Martiniku, kde r. 1902 žhavé mračno zničilo město St. Pierre i s obyvatelstvem. Žhavá mračna (či žhavé laviny) se doslova řítí po svahu sopky, a to ve dvou fázích následujících bezprostředně za sebou: v předstihu jde tlaková vlna složená hlavně z horkých plynů a jemného popela (teploty až asi 300 °C). Pak následuje rychlostí rozjetého vlaku vlastní žhavé mračno tvořené suspenzí žhavých plynů, popela a útržků žhavé lávy, někdy dosahující až teploty tavení. Žhavá mračna po sobě zanechávají masivní příkrov hornin, které se někdy těžko rozlišují od láv následkem slinutí (spečení) drobných lávových útržků – jde o tzv. ignimbrity (z lat. ignis = oheň, imber = déšť).

Podle nového scénáře pliniovské katastrofy roku 79 se žhavá mračna převalila po svazích Vesuvu ve dvou dnech celkem šestkrát. Už první z těchto žhavých přívalů ukončil život Herculanea. Kostry dosud nalezených obětí jsou soustředěny v úzkém pruhu na jižním okraji vykopávek, kde bylo tehdejší nábřeží s přístřešky pro čluny. Zdá se, že lidé v panice hledali útočiště právě v těchto přístřešcích, snad se i pokoušeli odplout na člunech. Všechny hořlavé předměty zachované ve vykopávkách (především dřevo, např. trámy budov) jsou zuhelnatělé. Zuhelnatělý je i člun nalezený pod jedním z nábřežních přístřešků. Bahenním proudem zahřátým na bod varu se toto zuhelnatění vysvětlit nedá.

V Pompejích trvalo utrpení o to déle, že do nich první tři přívaly žhavých mračen nedosáhly. Do té doby umírali jen lidé zavalení nebo udušení v domech pod nánosy napadaného popela. Teprve čtvrtá vlna žhavých mračen zasáhla okraj Pompejí ráno druhého dne trvající erupce. Šestý příval pak přinesl do Pompejí silnější vrstvu žhavého popela, která tloušťku dosavadního spadu (asi 3,5 m) téměř zdvojnásobila. Tehdy také zahynuly poslední pompejské oběti výbuchu, když je žhavá vlna zastihla na útěku.

Uloženiny žhavých mračen v Pompejích ani v Herculaneu nejsou ignimbrity, ale normální sopečné tufy z popela a různě velkých úlomků starších láv. Teplota žhavých mračen tedy na žádném z obou míst nedosahovala bodu tavení, ale i tak zaručovala rychlou smrt všemu živému v jejím dosahu. Žhavá mračna se mohou vyskytnout u kteréhokoliv stratovulkánu a představují největší sopečné riziko pro svou rychlost, značný dosah (až desítky km) a minimální předvídatelnost. Jedinou ochranou může být rychlá evakuace ohrožené oblasti při prvních známkách silné erupce. Na Vesuvu je ovšem stále v činnosti vulkanologická observatoř (nejstarší na světě), která měřením seismických otřesů i dalších indicií zajišťuje včasné varování.

Etna

Nejvyšší evropská sopka (3 340 m) představuje svou rozlohou 1 570 km² opravdový masiv. Vlastní vulkanické těleso (stratovulkán) je však asi o 1 000 m nižší než jeho nadmořská výška, neboť leží na tektonicky vyzdvižené kře (hrásti). Lávy zasahující na východě k moři tvoří jen povlak na starších, třetihorních sedimentech pokleslého bloku. Sopečná činnost tu začala ve starším pleistocénu (před 700 000 – 500 000 lety) podmořskými výlevy bazaltů v oblasti dnešního východního pobřeží. Následujícím zvedáním hrásti, ležící dnes na východním okraji Sicílie, se vulkanity vynořily a začal vývoj stratovulkánu, jehož střed se postupně přesouval k západu, do místa dnešního vrcholu. Hloubkovou diferenciací magmatu se složení láv obohatilo lehčími prvky, hlavně křemíkem a sodíkem (trachybazalty až trachyandezity). Podle seismických příznaků jsou pod Etnou dva rezervoáry magmatu: mělčí v hloubce 9 – 24 km a hlubší ve svrchním plášti (32 – 36 km).

Na svazích Etny, zvláště západním a jižním, je asi 260 parazitních kuželů vysokých od několika desítek m do 250 m, často nahloučených na trhlinách rozbíhajících se od vrcholu sopky do stran. Tyto kužely vznikly navršením sopečných popelů, strusky atd. všude tam, kde byla tlakem plynů proražena nová cesta z magmatického krbu na povrch. Vlastní vrcholový kužel se zvedá asi 400 m nad okrouhlou plošinu o průměru 2,5 km. Jsou v něm celkem čtyři krátery nebo spíše jícny, natolik stěsnané, že se stěny jednoho prolamují do druhého. Nejmladší z jícnů, Bocca Nuova, vznikl v roce 1968 plynovou erupcí. V současné době se na vrcholu Etny trvale odehrává jen fumarolová činnost. Horká pára a plyny vyvěrají nejen uvnitř jícnů, ale i na vnějších svazích. Podle místa erupce se na Etně rozlišují erupce vrcholové, boční a excentrické. Zatímco u bočních erupcí je současně v činnosti vrchol, při excentrických erupcích je vrchol víceméně v klidu. V novějších historických záznamech se uvádí průměrně 15 větších erupcí za století, ale ani v obdobích mezi nimi Etna nezahálí. Plynové exploze, často spojené s produkcí tefry (tj. nesouvislých vyvrženin), jsou nejčastější v centrálním kráteru, kdežto lávy vytékají většinou dále na úbočí, až přes 20 km od vrcholu. Lávové proudy jsou nejčastější hrozbou Etny; jejich rychlost (0,2 – 40 km/h) je málokdy nebezpečná životu, ale svou vydatností a vytrvalostí ničí nejen sady a vinice, ale i celá města. Délka větších proudů často přesáhla 12 km. Při mohutné excentrické erupci roku 1669 vzniklo několik parazitních kuželů na jižním svahu Etny a láva zaplavila město Malpasso (8 000 obyvatel uprchlo), dále zničila 12 vesnic a týden po začátku erupce dosáhla okraj Catanie, 15 km od místa erupce. Při této přírodní katastrofě se poprvé v historii lidé pokusili odchýlit cestu lávového proudu. Asi 50 mužů z Catanie vedených Diegem Pappalardem se pod ochranou navlhčených zvířecích kůží vrhlo na zatuhlý bok lávového proudu s krumpáči a motykami, aby lávě uvolnili cestu k západu a zastavili tím její další postup do Catanie. To se jim na nějaký čas podařilo, ale bohužel nová větev lávového proudu zamířila na městečko Paterno. Z městečka vyrazilo 500 rozzuřených občanů ve zbroji a Pappalardovu skupinu zahnali, takže nemohla novou lávovou drenáž udržovat. Tím byl osud Catanie zpečetěn. Tři týdny po začátku erupce prorazila láva městské zdi a zalila v následujících dnech západní část města. Celá erupční aktivita trvala přes tři měsíce. Celkový objem láv i nesouvislých vyvrženin z erupce roku 1669 se odhaduje na 1,5 km³.

Od 2. světové války byly silnější erupce Etny v letech 1964 (vrcholová erupce se 700 m vysokými lávovými fontánami a výlevy z kráteru), 1971 (vznik nových parazitních kuželů, lávové proudy zničily vulkanologickou observatoř a poškodily lanovku), 1974 (excentrické erupce) aj., naposledy 1992. V novější době se vede boj s lávovými proudy s pomocí těžké techniky a letectva. Naposledy použitá strategie ucpávání místa vývěru lávy velkými bloky betonu svrhovanými z helikoptér se příliš neosvědčila. Hlavním způsobem ochrany ohrožených sídel zůstává odchylování lávových proudů do míst, kde nadělají nejméně škody. Ochranné valy musí mít výšku asi 15 m, aby byly účinné.

Vulcano

Nevelký ostrov Vulcano (21 km²) se skládá z několika stratovulkánů, z nichž nejmladší, a tedy nejlépe zachovalá Fossa (391 m) se vyvinula při severním konci ostrova v kaldeře o průměru 3 km, dnes na severovýchodě otevřené a zaplavené mořem. Stáří vulkanizmu na ostrově není větší než 100 000 let; poslední erupční činnost Fossy se datuje z let 1886 – 1889. Na erupcích z tohoto posledního období byl definován tzv. vulkánský typ erupcí, který se vyznačuje explozivním vyvrhováním převážně pevných sopečných produktů, někdy i lávy utuhlé během letu vzduchem (sopečné bomby s povrchem rozpraskaným jako chlebová kůrka). Složení láv na ostrově je poměrně pestré (trachybazalty, trachyandezity, trachyty, ryolity a leucitové tefrity) v důsledku kombinace asimilačních a diferenciačních pochodů. Celkový trend vývoje chemizmu je, jako na většině Liparských ostrovů, od zásaditých láv ke kyselým.

Přes sto let uplynulých od poslední erupce by mohlo svádět k domněnce o vyhasínání Vulcana. Občasné seismické otřesy však indikují existenci živých magmatických krbů v hloubkách 1 – 2 km pod Fossou a jejím severním okrajem. Také fumarolová činnost je v prostoru Fossy a jejím severním sousedství velmi živá. V kráteru a na jeho okrajích jsou nápadné pestré usazeniny fumarolových nerostů, hlavně žluté síry a oranžového realgaru (sirník As), které tvoří většinou práškovité povlaky podél puklin, z nichž se sykotem uniká pára a plyny (CO₂, SO₂, N₂, O₂, H₂, aj.). Fumaroly jsou i na mělkém mořském dně zálivu na severní straně Fossy (Porto di Levante), kde zahřívají vodu a zpříjemňují koupání, ale mohou i opařit. Bezplatné léčebně-kosmetické služby poskytuje Vulcano přímo na břehu zálivu, kde je mělký vybagrovaný bazén s horkým, sirně páchnoucím šedobéžovým bahnem. Lázeň v něm se užívá nejen k léčbě nemocí např. kloubů, ale i jako pleťové tonikum.

Stromboli

Mezi evropskými vulkány je Stromboli naprosto ojedinělý svou neustálou, i když mírnou erupční činností. Zdánlivě pravidelně kuželovitý, ve skutečnosti spíš zaobleně pyramidální stratovulkán se zdvihá 924 m nad moře; pod hladinou je skryto dalších 2 000 m, takže výškou své vulkanické stavby vlastně překonává Etnu. Další zvláštností Stromboli je nezvyklý (obrácený) vývoj chemizmu láv, který se během asi 40 000 let života vulkánu vyvíjel od kyselejšího k zásaditějšímu (ryodacit – andezit – bazalt až trachybazalt). Během této doby se původní vrchol Vancori přemístil asi o 500 m k severu (Cima). Dnešní kráter leží na severozápadním svahu asi 200 m pod mladším vrcholem. Vystupuje z něj zdaleka viditelný bělavý obláček páry. Na svahu pod kráterem je asi 1 km široká proláklina Sciara del Fuoco (tj. cesta ohně), což je stopa po částečném propadnutí staršího kuželu a současná cesta lávových proudů, které se občas z kráteru vylévají.

V kráteru je v současné době činných 5 vývodů lávy (jícnů), které střídavě, v nestejných intervalech, vždy po krátkou dobu (obvykle asi 10 vteřin) chrlí útržky žhavé lávy do výšky několika desítek až 200 m. Exploze bývají nejčastěji 2 až 3 za hodinu, přestávky však mohou trvat od několika minut po více než hodinu. Každou explozi ohlašuje chvění a hluk připomínající přelet proudové stíhačky. Ze čtyř jícnů nastává exploze víceméně současně ve dvojicích. Pátý, severní jícen se chová poněkud jinak: vydává ostřejší hluk, ale produkuje, alespoň podle vizuálního dojmu, jen málo lávy, kterou vrhá šikmo nad Sciara del Fuoco. Ostatní jícny vymršťují lávu po svislé ose se stejnoměrným rozptylem do stran. Většina lávy proto dopadá zpět do kráteru nebo na jeho okraj, který tím pomalu narůstá. Lávové útržky dosahují hmotnosti několika kilogramů a jsou silně pórovité (struska).

Poměrně krotká erupční činnost Stromboli umožňuje bezpečné pozorování z vrcholu (Cima) nebo ještě z větší blízkosti, asi 60 m od jižního okraje kráteru. Pozorování za denního světla se vyplatí doplnit nočním pozorováním. Lze tak nejenom pořídit efektní časové snímky explozí, ale také pozorovat dráhy a místa dopadů lávových útržků, které se ve dne poněkud ztrácejí v závoji fumarol. Vstup na okraj kráteru nebo do Sciara del Fuoco je ovšem vyhražen vulkanologickým expedicím, vybaveným ochrannými obleky a dalším zajištěním. Rizika takových výzkumů právě na Stromboli vylíčil ve své knížce “Schůzky s ďáblem″ H. Tazieff.

Trvalá erupční aktivita Stromboli svědčí o stálém propojení lávy pulzující v rozvětvených lávových přívodech v kráteru s magmatickým krbem v hloubce. Tento druh činnosti se uvádí od roku 300 př. n. l. a pravděpodobně trvá ještě déle. Na něm byl definován strombolský typ erupce, pro který je charakteristické vymršťování útržků nebo fontán žhavotekuté bazaltické lávy.

Kromě trvalé ale mírné erupční činnosti propuká na Stromboli, podobně jako na jiných činných stratovulkánech, občasná bouřlivá činnost (během 20. století nejméně patnáctkrát). K nejsilnějším patřila erupce v únoru 1930, která byla pliniovského typu, s piniovitým mrakem popela, a provázela ji žhavá lavina, naštěstí jen 10 m široká; přesto si vyžádala čtyři lidské životy. Erupce v letech 1919, 1930 a 1954 vyvolaly přílivové vlny (tsunami) menší amplitudy; vlna z roku 1954 dorazila na pobřeží Sicílie po 90 minutách.

Sopky jsou dnes ve všech hustěji osídlených částech světa předmětem systematického a podrobného sledování, hlavně s ohledem na rizika, která představují, a se snahou o jejich prognózu. Nám ve střední Evropě sice sopečné riziko nehrozí, ale poznatky z italských sopek mohou pomoci k získání lepší představy o sopečných událostech, které se odehrály v našich domácích terénech v geologické minulosti.