Jökulhlaup – povodeň po islandsku

Označení „Island – země ohně a ledu“ není jen reklamním sloganem cestovních kanceláří, ale výstižným vyjádřením přírodních podmínek tohoto ostrova uprostřed severního Atlantiku. Každý se o tom může přesvědčit na vlastní kůži, když se dotkne rozpálené země fumarolových polí nebo se ponoří do geotermálně ohřívané vody potoka po návratu z ledovcové túry, kde mu ostrý vítr sebral čepici.

Proměny islandské krajiny

Předpokládá se, že pozoruhodná vulkanická aktivita na riftu Středoatlantského hřbetu je podmíněna existencí horké skvrny v zemském plášti (viz Vesmír 75, 637, 1996/11). Islandskou krajinu ovlivňují četné erupce centrálních, štítových i lineárních sopek. Jako stálý krajinotvorný činitel působí také teplotní a srážkové poměry, vytvářející podmínky pro vznik rozsáhlého zalednění. Ledovce pokrývají 11,6 % povrchu Islandu, přitom Vatnajökull, největší ledovec v Evropě, představuje ucelený zbytek pevninského zalednění z období pleistocénu. Krajinotvorné procesy jsou na Islandu formovány působením vulkanické aktivity a klimatických podmínek zároveň. Souběžné působení obou faktorů je patrné všude, kde se ledovce rozprostírají na vulkanicky aktivním podloží. Procesy vyvolané erupcemi pod ledovcem se vymykají běžné lidské představivosti.

Ledovcová povodeň

Nejvýraznější jsou vulkanické oblasti Grímsvötn a Bárdarbunga překryté ledovcem Vatnajökull. Pod ledovcovým krunýřem je kráter vulkánu Grímsvötn vyplněn jezerem odtávající vody o rozloze až několika km2. V období zvýšené geotermální aktivity hladina jezera prudce stoupne a uvolněná voda si hledá cestu k předpolí ledovce. Z čela ledovce je odtávající voda z větší části odváděna prudce tekoucími toky k jihu, kde usazeniny vzniklé kombinací ledovcových a říčních procesů vytvořily rozsáhlé sandrové nížiny (sandr je náplava z morénového materiálu). Endogenní síly tak podmiňují extrémní výkyvy v ročním cyklu tání. Povodeň vyvolaná rychlým úbytkem ledovce se označuje islandským termínem jökulhlaup (viz rámeček).

Základní příčinou jökulhlaupu je geotermální aktivita zaledněné oblasti. Existují však různé typy jökulhlaupu, což závisí především na spouštěcím mechanizmu odtokového procesu. V důsledcích se liší hlavně intenzitou. Jedním ze spouštěcích mechanizmů bývá přeplnění „jezera“, jehož ledový příkrov přestane odolávat tavné vodě nahromaděné během delšího období slabší geotermální aktivity. Intenzivnější projevy bývají nastartovány subglaciálními erupcemi, které protrhnou led a uvolněné bloky prorazí cestu tavné vodě. K ní často přibude i podpovrchová voda z podloží ledovce. Odtok probíhá nejen vnitřkem ledovce, ale také po bázi ledovcového štítu. V tomto případě dosahují jökulhlaupy největších parametrů. Erupce vulkánu Katla pod ledovcem Mýrdalsjökull r. 1918 způsobila povodeň s kulminačním průtokem odhadovaným na 150 000 m³.s^–1. Příčinou vzniku méně výrazného jökulhlaupu může být též protržení hráze přeplněného předledovcového jezera.

Nejen na Islandu

S podobnými procesy se můžeme setkat i v jiných zaledněných vulkanických oblastech. Podmínky pro vznik extrémní odtokové situace jsou všude tam, kde vrcholy sopek vystupují nad hranici sněhu. Pokud se zaledněný vulkán probouzí k životu rychle, nestačí led průběžně odtávat a vznikne jökulhlaup. Známým příkladem jsou následky erupce kolumbijského vulkánu Nevado del Ruiz r. 1985. Proud vody (částečně z ledovcového pole) a vulkanického materiálu způsobil katastrofický odtok, při kterém zahynulo 23 000 lidí. Zásoby vody z vrcholového ledovce se podílely na vzniku bahnotoků také při katastrofické erupci vulkánu Mt. St. Helens v roce 1980 (viz Vesmír 67, 157, 1988/3 a Vesmír 77, 136, 1998/3). Častěji bahenní proudy (lahary) vznikají na vulkánech pokrytých sněhem, kde se sypký materiál hned nasytí vodou.

Sedimenty – kalendář jökulhlaupů

Při jökulhlaupech je přemísťováno rozhodující množství sedimentu, který je zčásti odnášen do moře, zčásti se usazuje v předpolí ledovce, kde vznikají sandrové nížiny. Tak se rozšiřuje plocha Islandu při jižním pobřeží. Při jökulhlaupu v roce 1918 vyvolaném erupcí Katly bylo transportováno 2,2 km³ materiálu a vrstva sedimentu dosáhla mocnosti až 12 m.

Ze stratigrafie sedimentů sandrové nížiny se dá vyčíst chronologie jökulhlaupů. Lze tak registrovat nejen korelaci s erupční aktivitou, ale též vliv pozvolna se měnících klimatických podmínek. Na nich závisejí oscilace ve vývoji ledovcových štítů. Pokud jsou ledovce mohutnější, tavná voda proniká k čelu ledovce obtížněji. Jökulhlaupy vznikají méně často, zato s větší intenzitou. Počátkem holocénu se na Islandu oteplilo a jökulhlaupy přicházely častěji, ovšem se slábnoucí intenzitou, protože ubylo zásob vody vázané v ledovcích. Od klimatického holocénního optima je patrný opačný trend.

Vývoj byl ovlivňován klimatickými oscilacemi a frekvencí sopečných erupcí. V modelu nelze zanedbat vliv závislosti na celkovém oběhu vody. Zásoby vody pro povodně se tvoří ze srážek dopadajících na povrch ledovce. Přestože jde o oblast srážkami bohatou (2000–4000 mm ročně), nemůže ani mimořádně zvýšená geotermální aktivita vyvolávat velké povodně příliš často. Zvýšení frekvence jökulhlaupů vede k snížení jejich intenzity.

Katastrofy podmíněné vulkanizmem

Předpokládá se pleistocénní zalednění celého ostrova a jökulhlaupy zřejmě měly při formování krajiny Islandu zásadní vliv. Například kaňon řeky Jökulsá á Fjöllum, odvodňující dnes zčásti Vatnajökull k severnímu pobřeží, byl vytvořen povodňovou erozí. V hlubokém kaňonu je několik vodopádových stupňů, včetně nejmohutnějšího evropského vodopádu Dettifoss. V šířce 100 m zde z výšky 45 m padá průměrně 193 m³.s^–1 vody. Erupce pod ledem také podmínily vznik isladských stolových hor a dalších zajímavých tvarů. Nakonec i nejvyšší bod Islandu Hvannadalshnúkur je částí zaledněného vulkánu, činného naposledy v roce 1727. Zatímco Středoevropané většinou nemají s přírodními živly téměř žádné zkušenosti a stoleté povodně jsou pro ně otřesným zážitkem, Islanďané bojují s katastrofickými jevy podmíněnými vulkanizmem odjakživa.