Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří chladič a voda z něj odtávající pohání světové oceánské proudění. Jeho existence je proto zásadní pro světové klima.

Už méně je známo , že Antarktida má i několik aktivních sopek, které jsou součástí obrovské vulkanické provincie, táhnoucí se tisíce kilometrů podél západního okraje kontinentu. Přestože byla tato vulkanická provincie známa a studována po desetiletí, vědci využívající satelitní data a radar pronikající skrz led nedávno při hledání skrytých hor pod ledem objevili kolem stovky „nových“ sopek.¹⁾

Co by se stalo, kdyby se antarktické spící, pod ledem skryté vulkány probudily?

Určitou představu si můžeme udělat, pokud se ohlédneme do minulosti. Jedna z antarktických sopek, Takahe, leží poblíž odlehlého středu Západoantarktického ledového příkrovu. V nové studii vědci poukázali na roli Takahe v sérii erupcí, k nimž došlo před 18 000 lety a které uvolnily do atmosféry velké množství halogenů ničících ozon.²⁾ Tyto erupce podle autorů způsobily vznik ozonové díry a oteplení jižní polokoule provázené táním ledovců, což pomohlo ukončit poslední dobu ledovou.

Tento druh vlivu na životní prostředí je neobvyklý. Aby se opakoval, musela by nastat série na halogeny podobně bohatých erupcí jednoho nebo více vulkánů, které dnes ční nad led. Takový scénář je nepravděpodobný, ale jak ukazuje studie týkající se sopky Takahe, nikoli nemožný. Pravděpodobnější však je, že někdy v budoucnu (a nevíme, kdy se tak stane) vybuchne jedna nebo více sopek skrytých pod ledem.

Rychlostní mapa antarktických ledovcových proudů, vytvořená odborníky NASA s využitím evropských, kanadských a japonských satelitních dat. Rychlost pohybu směrem k moři je od 0–1 m (oranžová) po 1000–2000 m za rok (fialová a červená).
Ilustrace NASA/JPL, CC BY-SA 4.0

Erupce pod ledem

Vzhledem k obrovské mocnosti ledu není pravděpodobné, že by se sopečné plyny dostaly do atmosféry, takže erupce by neměla takový dopad, jaký je přisuzován Takahe. Sopky by však ve spodní části ledové vrstvy vytvořily obrovské dutiny a rozpustily by enormní množství ledu. A protože Západoantarktický ledový příkrov není přimrzlý k podloží, ale spíše je na kontaktu vlhký (představte si kostku ledu na kuchyňské pracovní desce), roztátá voda by zafungovala jako lubrikant a mohla by urychlit pohyb a sklouzávání ledové vrstvy. Vulkány ale mohou led také stabilizovat, protože se na nich může zachytit – představte si tutéž kostku ledu zachycenou na malém výčnělku.

V každém případě by objem vody vytvořený i velkým vulkánem byl jen kapkou v porovnání s objemem ledového příkrovu. Takže jedna erupce by na pohyb ledu neměla velký vliv. Zcela jiné by to bylo, kdyby několik vulkánů vybuchlo poblíž některého z hlavních ledovcových proudů západní Antarktidy nebo přímo pod ním.

Ledovcové proudy jsou řeky ledu, které se pohybují mnohem rychleji než jejich okolí. Jsou to zóny, jimiž se do oceánu dostává většina antarktického ledu. Fluktuace jejich rychlosti proto mohou ovlivnit výšku mořské hladiny. Pokud by byl dodatečný „lubrikant“ dodaný několika vulkanickými erupcemi sveden pod ledovcové proudy, jejich následný zrychlený tok by mohl odnést neobvykle velké množství ledu ze západní Antarktidy do oceánu a zvednout mořskou hladinu.

Sopky ukryté pod ledem byly pravděpodobně hybatelem, který v dávné minulosti spustil rychlý tok ledovcových proudů do největšího šelfového ledovce Antarktidy – Rossova šelfového ledovce. Něco podobného se mohlo odehrát před asi dvěma tisíci let s malou sopkou v oblasti Hudson Mountains, která leží pod Západoantarktickým ledovým příkrovem.³⁾ Kdyby dnes vybuchla znovu, mohla by urychlit pohyb ledovce Pine Island.⁴⁾

Sopka Takahe rostla stovky tisíc let a její 8 km široká kaldera nyní ční nad ledový příkrov.Snímek NASA, Jim Yungel, CC BY 2.0

Sopky a tání ledu: zpětná vazba

Některé z dlouho známých antarktických sopek. Loni publikovaný výzkum přidal téměř sto nových.Zdroj antarcticglaciers.org, mapa Alexrk2, CC BY-SA 3.0

Nejdramatičtějším důsledkem rozsáhlé série sopečných výbuchů by mohla být destabilizace dalších sopek ukrytých pod ledem. Když sopka chladne a krystalizuje, v jejím magmatickém krbu stoupá tlak. Jediné, co brání vulkanickým plynům v explozivním úniku do atmosféry, je tíha hornin překrývajících magmatický krb – nebo v tomto případě tíha několika kilometrů ledu. Ztenčení ledového příkrovu může vyvolat nové erupce, které rozpustí další led, a pod ledovcové proudy se dostane ještě více vody.

Potenciálně by mohl nastat lavinový efekt, ztenčování ledu by spouštělo další a další erupce. K něčemu podobnému došlo na Islandu, kde vzrostl počet sopečných výbuchů poté, co na konci poslední doby ledové začaly ustupovat ledovce.⁵⁾

Takže se zdá, že největší nebezpečí, které od antarktických sopek hrozí, představuje možnost erupcí několika z nich v rozmezí desítek let. Pokud by sopky čněly nad povrch ledu a jejich plyny by byly bohaté na halogeny, důsledkem by mohlo být zesílené oteplování a rychlé tání ledovců. Ale takové erupce by se pravděpodobně musely opakovat po mnoho desítek až stovek let, aby měly na klima větší vliv.

Pravděpodobnější jsou subglaciální erupce produkující velké množství roztáté vody, která by lubrikovala ledovcové proudy západní Antarktidy. I výbuch jediné sopky nacházející se na kritickém místě poblíž některého z antarktických ledovcových proudů může způsobit sklouznutí významného množství ledu do moře. Výsledem bude ztenčení ledu nad antarktickou pevninou. To pravděpodobně spustí další subglaciální erupce, které rozpustí led v rozsáhlejší oblasti, a potenciálně nastartuje nekontrolovatelný proces dalšího pohybu ledovců.

Anglická verze tohoto článku vyšla 4. září 2017 na webu The Conversation pod licencí CC BY-ND 4.0. Překlad publikujeme se souhlasem autora. Přeložil Ondřej Vrtiška.