Vulkány na Kamčatce

Třináctého ledna 1991 otřásly ulicemi Petropavlovska-Kamčatského dva obrovské výbuchy. Sopka Avačinská, vzdálená od čtvrtmilionového města necelých 30 km, se po 46 letech probudila z dřímoty a opět světu ukázala svou sílu. Celé město bylo zasypáno popelem a směrem k Elizovu se valil proud lávy, vyprávějí nám obyvatelé Petropavlovska. Ale jak sopka začala, tak náhle přestala, což nikdo nečekal. Pravidelné sledování a seizmická měření neukázaly ani náznak zvýšené aktivity, brání se vulkanologové z Kamčatského vulkanologického institutu. Věříme jim. Jsou to opravdu mistři ve svém oboru. Vždyť r. 1975 téměř na minutu přesně předpověděli a zdokumentovali výbuch vulkánu Tolbačik. Příroda si ale mnohdy uchovává svá tajemství až do poslední chvíle a sledovat procesy probíhající v hlubinách Země je někdy nemožné. Kamčatčané se z úleku rychle vzpamatovali a pokračovali ve svém každodenním životě. Vždyť obdobné výbuchy jsou na Kamčatce téměř na denním pořádku.

Množství vyhaslých sopek na poloostrově se nedá spočítat, ale těch aktivních je 29. Pracovníci vulkanologického institutu je pravidelně sledují a vývoj jejich aktivity denně zapisují. U většiny sopek se střídají období relativního klidu, která se vyznačují pouze nízkou seizmickou činností, spojenou s výrony par a plynů (fumarolami) v kráteru a mnohdy i na svazích vulkánů, a období aktivity se zvýšenou seizmickou i fumarolovou činností, obvykle provázenou lávovými výlevy. Ty mohou, ale nemusí mít explozivní charakter. Délka klidového období je rozdílná, pohybuje se od několika let až po údobí, jejichž délku nelze blíže určit, jelikož většina činných vulkánů leží mimo osídlené oblasti a lávové výlevy v dřívějších dobách u nich nemusely být zaznamenány.

Na Kamčatce můžeme najít jak sopky centrálního typu, kdy se opakují erupce na jednom místě a tvoří se charakteristický kužel, tak puklinové výlevy. Ze sopek centrálního typu jsou zde časté stratovulkány složené sopky, kde se utuhlé lávové výlevy střídají s vrstvami vulkanického popela.

Rozložení sopek na Kamčatce

Při pohledu z letadla nás zaujme, že se výrazné sopečné kužele nacházejí v téměř rovnoběžných pruzích, sledujících protažení poloostrova. Vulkanologové zde rozlišují centrální a východní vulkanický pruh. Jižně položené sopky nepatří ani do jednoho z nich a jsou považovány za samostatnou skupinu.

Centrální vulkanický pruh je výsledkem nejstarších projevů vulkanické činnosti a tvoří ho přes 1000 sopek. Výjimečné postavení mezi nimi má vulkán Ičinskij, vysoký přes 3000 metrů. Přestože v historických dobách na něm nebyly zaznamenány lávové výlevy, rozsáhlá fumarolová aktivita na jeho svazích ho řadí mezi činné sopky.

Spolu s množstvím dnes již vyhaslých sopek leží ve východním vulkanickém pruhu i většina aktivních vulkánů Kamčatky. Je zde několik vulkanických center a zdejší sopky obvykle bývají děleny do tří skupin:

• Klučevská skupina se projevuje výraznou vulkanickou aktivitou. Nazývá se podle nejvyšší aktivní sopky světa Klučevské, jejíž nadmořská výška bývá uváděna mezi 4800 a 4850 m n. m. Nesoulad v údajích lze snadno pochopit. Vrchol sopky modelují časté erupce spojené s výbuchem nejvyšších částí kuželů a hromaděním nové lávy. Klučevská skupina údajně zahrnuje i nejaktivnější vulkán světa, nicméně názory na to, který to vlastně je, se různí. Doslova nejžhavějšími adepty na toto prvenství jsou vulkány Klučevskyj a Bezimjannyj (Bezejmenný), méně často je uváděn vulkán Karymskij.
• Avačinsko-korjacká skupina zahrnuje 5 vulkánů, aktivní jsou Avačinskij a Korjackij. Zvýšená pozornost se těmto dvěma sopkám věnuje zejména proto, že jsou poblíž dvě největší kamčatská města. Rozsáhlá fumarolová aktivita provázená vznikem sírových potahů v kráteru Avačinského spolu se snadnou přístupností z Elizova přitahuje řadu turistů.
• Mutnovsko-gorelovská skupina leží nejjižněji ve východním vulkanickém pruhu. Pojmenována je podle sopek Mutnovské a Gorely. Mutnovská je známa především rozsáhlým fumarolovým polem, jedním z největších na světě. Staré lávové příkrovy Gorely modelují značnou část povrchu Kamčatky. Vulkanologové zde odlišili dvě lávové formace, starší pokrývá 650 km² povrchu Kamčatky a mladší 150 km². Pozornost přitahuje zejména jezero v centru mladšího kráteru, které se vyznačuje extrémní kyselostí a složením se blíží koncentrované kyselině sírové.

Většina aktivních sopek jižní skupiny je nahromaděna v okolí Kurilského jezera, které rovněž představuje starou vulkanickou kalderu (výbuchový nebo propadový kráter). Dnes je Kurilské jezero známé především jako místo tahu a tření lososů.

Proč zrovna Kamčatka?

Proč právě na Kamčatce je takové množství sopek, zatímco na druhé straně Ochotského moře nenajdeme ani jednu? Již dříve si vulkanologové všimli, že oblasti sopečné aktivity tvoří souvislé pruhy, které často lemují okraje kontinentů. Přítomnost pásů vulkanických hornin s odlišnou magnetizací, které se táhnou rovnoběžně středooceánskými hřbety na oceánském dně, prohlubování epicenter zemětřesení od okraje kontinentu směrem do centra a řada dalších pozorování vedly k vzniku teorie deskové tektoniky (viz rámeček ).

Kamčatka náleží ke kurilsko-kamčatskému vulkanickému oblouku, který vznikl v důsledku podsouvání pacifické desky pod desku euroasijskou. Na kontaktu obou desek tzv. Benioffově zóně se v důsledku tření a zvýšeného tepelného toku natavuje materiál zatažený do hlubin a vystupuje v podobě magmatu. Oblasti natavení souvisejí s hloubkou, vulkány se proto často vyskytují v pruzích sledujících stejnou hloubku Benioffovy zóny a ležících paralelně s okrajem svrchní desky.

Směrem od hlubokomořského příkopu hloubka Benioffovy zóny roste, s čímž souvisí i zvyšující se hloubka kořenů sopek a ohnisek zemětřesení tímto směrem. Maximální hloubky zemětřesných ohnisek byly stanoveny na 500 km. Hlouběji pravděpodobně dochází k úplnému tavení podsouvající se desky, a tím vymizí i tření vyvolávající otřesy.

Magma vystupující na povrch je vázáno na oblasti Benioffovy zóny do hloubek 200 km, avšak větší část magmatu, která dosáhne povrchu, vznikla v hloubkách prvních desítek km. Časem se podsouvaná deska propadá hlouběji a hlubokomořský příkop se stěhuje směrem od Benioffovy zóny. Stejným směrem se přesune i sopečná činnost. Podsouvaný materiál mění s hloubkou své složení i strukturu, což vede ke změně ve složení vytaveného materiálu. Proto se charakter magmatu vystupujícího v oblastech subdukčních zón liší podle vzdálenosti od hlubokomořského příkopu a podle stáří.

Rozložení vulkánů na Kamčatce je v souladu s teorií. Centrální vulkanický pruh tvoří starší vulkány táhnoucí se přibližně rovnoběžně s původním okrajem euroasijské desky, nacházejícím se na východ od poloostrova. Postupem času se oblast subdukční zóny přesunula směrem na východ a vznikl východní vulkanický pruh. Otázkou zůstává původ rozsáhlých ryolitových výlevů, které prokládají starší i mladší bazaltové a andezitové formace. Ryolitová magmata totiž nemohou vznikat tavením běžného materiálu podél Benioffovy zóny a pouze v malém měřítku se tvoří jako výsledek krystalizace bazičtějšího magmatu. Náhlou změnu ve vývoji kamčatského vulkanizmu vysvětlují ruští vulkanologové tím, že zvýšený tepelný tok spolu s vystupujícím magmatem vedl k natavení mělce položených hornin. Tak vznikl magmatický krb s ryolitovým magmatem, který byl aktivní po větší část pleistocénu.

Voda a vulkanická činnost

K projevům vulkanické činnosti však nelze přičítat pouze výlevy lávy a výrony vulkanických plynů. Teplo přinesené z hlubin Země ohřívá podzemní vody nacházející se v blízkosti povrchu, vulkanické plyny je sytí řadou různých prvků a sloučenin. Výsledkem je velké množství termálních pramenů a minerálních vod v okolí aktivních i vyhaslých sopek. Na Kamčatce lze napočítat kolem 150 různých oblastí s horkými prameny. Řada z nich má léčivé účinky. Asi nejznámější je Údolí gejzírů, za nejmalebnější lze pravděpodobně považovat kalderu Uzonu. Obě lokality leží v Kronockém národním parku na východě Kamčatky.

Údolí gejzírů poskytuje fantastický pohled na stovky větších i menších gejzírů tryskajících na délce 6 km na svazích ostře zaříznutého údolí řek Gejzírné a Šumné. Názvy jednotlivých gejzírů často souvisejí se zbarvenými povlaky gejzíritu (Malachitový, Růžový), s charakterem výstupu vody na povrch (Trojný, stěna Trpasličích gejzírů), s rozsahem jejich činnosti (Velikán, Malý) apod. Velikán vystřikuje vodu do výše až 30 m a páry z něj se dostávají do výšky až 300 m.

Kaldera Uzon představuje starý pleistocenní kráter o rozměru 8×12 km s plochým dnem. Téměř v centru se táhne asi 2,5 km dlouhý pruh, kde plyny přicházejí do kontaktu s horkou vodou. Největší zvláštností Uzonu je řada jezírek, hlubokých až 25 m, která vyplňují menší vyhaslé krátery. Voda v nich má teplotu až 45 °C a často přes ni vycházejí plyny z hlubších částí. Okolní půda nasáklá horkou vodou vytváří v oblasti výstupu plynů bahenní kotle a mofety (průduchy, jimiž uniká oxid uhličitý).

Co na to příroda?

Při představě krajiny věčně ničené lávovými výlevy a jedovatými plyny, zasypávané vulkanickým popelem a v zimě bičované chladnými severskými větry, přinášejícími až čtyřicetistupňové mrazy, si člověk představí pustinu porostlou nanejvýš zakrslou trávou a lišejníky. Ale opak je pravdou. Vysoce úrodný vulkanický popel kamčatské vegetaci umožňuje, aby i během velmi krátkého vegetačního období dosáhla neuvěřitelné rozmanitosti (na Kamčatce bylo napočítáno kolem 1300 druhů rostlin) a bujnosti. Kamčatské lesy jsou mnohdy naprosto neprostupné. Zejména udivují trávy dorůstající výšky přes 2 m a třímetrové porosty bolševníku.

Vulkanická činnost, blízkost moře a drsné severské větry vytvořily unikátní životní prostředí, které bychom jinde na Zemi těžko hledali. Více než 50 zdejších rostlin je zaneseno v Červené knize ohrožených druhů. Mnohé jsou endemické, vázané zejména na mikroklima v okolí termálních polí a horkých pramenů.

Život existuje i přímo v horkých pramenech, dosahujících teplot až 95 °C. Jsou v nich termofilní organizmy. Časté jsou thiobakterie, které místo kyslíku potřebují k získávání energie síru. Některé tu byly nalezeny i ve velmi kyselém prostředí o pH blízkém 1. Vědci předpokládají, že obdobné bakterie mohly představovat jedny z prvních organizmů na Zemi, kdy se zemská atmosféra skládala především z vodíku, sirovodíku a oxidu uhličitého tedy látek, které tyto bakterie potřebují k životu (viz Vesmír 79, 253, 2000/5). Žijí tu také bakterie, které v sobě hromadí mangan. Pro ně se možná najde využití při průmyslové těžbě tohoto prvku. Zajímavými obyvateli horkých pramenů jsou zelenomodré řasy, které slouží jako filtr některých vystupujících plynů, např. metanu a kysličníku uhličitého (částečně je zpracovávají). Některé termofilní druhy těchto řas jsou vázány na prameny dosahující teplot až 65 °C.

Další biologickou zvláštností horkých pramenů jsou stromatolitové sopečky. Vypadají jako malé sopky, ale místo lávy z nich tryská voda. Je pro ně charakteristická vrstevnatá stavba s 0,1 až 0,2 mm silnými vrstvami prokřeměnělých tmavě modrých řas se zbytky různých bakterií a sinic. Název stromatolitový vyjadřuje podobnost těchto útvarů s prekambrickými stromatolity, což opět ukazuje, že termální prameny i fumarolová pole mohou být důležitým zdrojem informací o vývoji života na Zemi a mohou sloužit k rekonstrukci geologické minulosti.

Vulkanická činnost má na floru a faunu i negativní vliv, nejen tím, že ji ničí během sopečných výbuchů, ale jedovaté plyny se často uvolňují i mimo období sopečné aktivity. Takovou oblastí je Údolí smrti, kde vystupují na povrch plyny prosycené především oxidy uhlíku a sirovodíkem. Přestože zde pracovníci Kronockého národního parku pravidelně sbírají k výzkumu všechny uhynulé organizmy, nalezneme zde řadu koster i zvířecích zbytků pomalu se obalujících povlakem síry. Oblast je nebezpečná zejména pro menší zvířata, nicméně v průměru jednou za dva roky zde zahyne i tak velké zvíře, jako je medvěd.

Lidé a sopky

Obyvatelé Kamčatky by si asi život bez sopek stěží dokázali představit. Vždyť jen kolem Petropavlovska-Kamčatského se hrdě tyčí tři nádherné kužele Avačinské, Korjacké a Viljučinské. Není náhodou, že řada starých korjackých legend vypráví o věčném boji mezi zlými duchy, žijícími v podzemí a vypouštějícími na lidi lávu i jedovaté plyny, a dobrými duchy, kteří ochraňují Kamčatčany před ničivými následky sopečné činnosti. Přes značný počet kamčatských vulkánů je přímé ohrožení obyvatel poměrně malé, jelikož většina osídlení se nachází mimo území nejaktivnějších sopek a území Kamčatky je navíc obydleno velice řídce. Na 472 tisících km² Kamčatského poloostrova připadá 439 tisíc obyvatel, z čehož kolem 75 % žije v Petropavlovsku-Kamčatském.

Kamčatka obsahuje nevyčíslitelné zdroje geotermální energie. Kromě místního vytápění skleníků se využívá k výrobě elektřiny v elektrárně v Paužetské oblasti. Zlomem ve vývoji využívání geotermální energie se snad stane dokončení geotermální elektrárny u podnoží sopky Mutnovské, která by v budoucnu měla zásobovat energií Petropavlovsk.

Kamčatka představuje jeden z posledních rájů na Zemi. Přísné zákony při návštěvě národních parků, řídké osídlení i těžká prostupnost kamčatského porostu nám dávají naději, že zůstane se všemi svými přírodními divy zachována i pro budoucí generace.