rizikové endogenní procesy -...

Rizikové endogenní procesy

Sopečnáčinnost

typy sopečné činnosti:

• hlubinný magmatismus = plutonismus

• povrchový magmatismus = vulkanismus

Magmatismusplutonismus a vulkanismus

Zdroje vulkanismu- astenosféra- rifty, subdukční zóny, příp. kolizní struktury, hot spots

(horké skvrny)

Vulkanizmus

• Efuzivní• ExplozivníForma výstupu magma je ovlivněna:- chemizmem magmatu(lávy)- obsahem plynné složky- viskozitou(kyselá pastovitá), bazická (silně tekutá, fluidní)Produktem efuzivní činnosti jsou výlevná tělesalávy ve

formě lávových proudů a příkrovů.Produktem explozivní činnosti jsou pyroklastika

(bloky,bomby,lapilli, písek, prach a popel) - označují se ve zpevněné podobě jako tufy, resp. Tefra- explozivita narůstá s obsahem SiO2 a plynů v magmatu

Vulkanismus

• lineární erupce → vulkanické tabule

• centrální erupce → sopky

Centrální vulkanismus• efuzivníčinnost → efuzivní sopky

• explozivníčinnost → explozivní sopky

• smíšenáčinnost → stratovulkány

- výstup k ZP

- sopouch = vertikálně

orientovaná přívodní

dráha

- nálevkovité vyústění

= kráter

• podle činnosti lze sopky rozdělit na:

aktivnívyhaslé

• podle počtu erupcí:

monogenetické(vzniklé jedním výbuchem)

polygenetické(vzniklé více výbuchy)

Efuzivníčinnost

• lávové sopky

• štítové sopky

• parazitické krátery

lávový tunel

zvětrávající láva

Explozivníčinnost

vyvrženiny:

• alotigenní

• autigenní

Pyroklastický materiál:

sopečné bomby (pumy)

lapilly (do 5 cm)

prach

Stratovulkány

• nejčetnější

• kaldera

• rozdílná propustnost

• lahary

- Cotton (1952)

- z Jávy

- horké a studené

Schéma stratovulkánu

Kaldera

Kaldera VoatepequeKrátery – riziko úniku plynů

Jezero Nyos (Kamerun)

Jezero Nyos (Kamerun)

• kráterové jezero vyhaslésopky

• 21. 8. 1986: únik množstvíCO a CO2 do atmosféry (odhad 600 tis. t)

• špatně větratelná sníženina• zahynulo 1 700 lidí + 3 500

hospodářských zvířat • rychlost 100 km/h• okruh 25 km – vše

zahynulo• 20 tisíc osob zdravotně

postiženo

Další jezero: Monoun(Kamerun)

mrak CO2

• Jezera Monoun a Nyos –potenciální riziko pro region

• obě jezera ještě obsahujíobrovské množství oxidu uhličitého (10 mil. m3 a 300 mil. m3)

• 2001 – pokus o degazacijezera pomocíelektronického čerpadla, které by simulovalo erupci

Historicky významné projevy vulkanismu

• Santorin (Thera)

• Vesuv (Itálie)

• Tambora (Indonésie)

• Krakatau (Indonésie)

• Mont Peleé (Martinik)

• Etna (Itálie)

• St. Helens (USA)

• Nevado del Ruiz (Kolumbie)

Santorin (Thera) -Řecko

Santorin (Thera)

• stratovulkán se zaplavenou kalderou v Egejském moři

• při výbuchu před 1500 lety př. n. l byl patrně příčinou zániku minojské civilizace (? zánik bájnéAtlantidy)

• poslední aktivity v roce 1950

• vytvořil se lávový dóm a lávovéproudy

Pompeje a Vesuv - Itálie

Vesuv (MonteVesuvio)

• stratovulkán složený z rozsáhlé kaldery (Monte Somma) + kužele Vesuvu

• zdánlivě vyhaslý vulkán, který obnovil mohutným výbuchem svou aktivitu v r. 79 n. l.

• velké množství popele a sopečného prachu zničilo město Pompeje, Stabiae a Herculaneum

• svědectví očitého svědka Plinia st. obsahují dopisy psanéjeho synovcem historiku Tacitovi

• od katastrofy evidováno asi 50 vulkanických aktivit, poslední velká v roce 1944

• činnost bývá zahajována explozí po níž následují lávovéproudy (klasický stratovulkán)

Tambora(Indonésie)

Tambora

• stratovulkán s vrcholovou kalderou• ohromný výbuch v roce 1815 byl doprovázen kolapsem

kaldery• vyvrženo 40 km3 prachu, popela a úlomků hornin,

zahynulo 10 000 lidí• výbuch měl vliv na klima následujícího roku, který byl v

Evropě a Severní Americe charakterizován současníky jako rok „bez léta“

Krakatau (Indonésie)

Krakatau

• stratovulkán tvoří ostrov s kalderou mezi v Jávou a Sumatrou

• mohutný sopečný výbuch v roce 1883 byl akusticky evidován až do vzdálenosti 4 000km

• erupce vyvrhla 18 km 3 prachu a popela a vznikla 6 km široká kaldera

• výbuch vyvolal 30 m vysokou vlnu tsunami a zahynulo 36 000 lidí, vlivem sopečného popela v ovzduší klesl příkon sluneční energie na zemský povrch o 10%

• poslední aktivita v roce 1988

Etna (Itálie)

Etna

• vulkán na přechodu mezi štítovou sopkou a stratovulkánem

• první projevy již před 1500 n.l., evidováno celkem přes 150 aktivit

• typické střídání malých a silnějších erupcí

Mont St. Helens(USA)

Mount St. Helens

• výbuch sopky v r. 1980 uvolnil energii odpovídající 400 megatunám nukleárního výbuchu v průběhu 9 hod, vrchol snížen o 400 m, vytvořila se široká kaldera

• výbuch předcházel seismický otřes intenzity 5, který vznikl přetlakem magmatu

• aktivita začala výronem sloupce páry, který rozmetal vrchol a uvolnil cestu plvno-prachovým exhalacím a později i výronu lávových proudů

• stratovulkán dále produkoval plyno-prachové mraky, úlomkovité žhavé laviny

• Lahary• uvnitř kaldery se vytvořil lávový dóm

Nevado del Ruiz(Kolumbie)

Lahar

Nevado del Ruiz

• stratovulkán (5 389m n. m., po explozi 5 321 m n. m.) • plocha: víc než 200 km2

• v Kolumbii, s vrcholem nad sněžnou čarou • vrcholováčást: ledovce• oživení vulkanickéčinnosti i menšího rozsahu, spojené se

slabšími zemětřesnými pohyby vyvolávajívznik laharů• silně explozivní, proudy žhavých pyroklastik

a vulkanických úlomkovitých lavin, lahary• 1985 - zčásti narušen vrcholový ledovec - následný lahar

- v údolí 25 tis. obětí

• aktivita již od roku 1984 - několik zemětřesením• od září 1985 - přípravy na případnou přírodní katastrofu,

vytvořena mapa, na základě které se určily ohrožené lokality jak vulkanickým materiálem, tak lahary

• 13. listopadu 1985 – mohutná erupce spojená s explozivníčinností - vysoká teplota → tání ledovce na vrcholu sopky

• důsledek: zaplavení 36 km2 v okolí města Armero (východněod vulkánu)

• lahary o mocnosti až 15 m• Lahary zničily část města Chinichiná• po erupci - série zemětřesení→ požáry• silné deště → tekutější konzistenci laharů• celkový počet obětí přírodní katastrofy: 25 000 (většina

obyvatelé Armera• 2. největší katastrofa spojená bezprostředně se sopečnou

aktivitou • 1. místo: Mont Pelée (Martinik) - 1902, 30 000 obětí• Hlavní problém: nedošlo k evakulaci obyvatelstva

Zdroj: USGS

Mont Peleé (Martinique)

Mont Pelleé

• stratovulkán v Karibském moři s produkcí žhavých plyno-prachových lavin 700-800OC, pohybujících se rychlostí až160 km/hod

• mohutná exploze v r. 1902 při níž bylo zničeno město Saint Pierrre a během několika minut zahynulo 28 000 lidí, od té doby pozorovány 3 explozivní výbuchy (poslednívelký v roce 1932)

• zajímavostí je vytlačená lávová jehla silně viskózní lávy v r. 1903, která dosáhla výšky 375m

Havajské ostrovy –ostrov Hawai

• ostrov tvořený 5 vulkány, produkt vulkanizmu horkéskvrny

• v současnosti: aktivní Kilauea (v. část ostrova)• 1983-1988: vystoupilo cca 850 mil.m3 lávy• lávové proudy 11 km dlouhé• ostrov se zvětšil o 0,4 km2,

• aktivita doprovázena seismickou činností a poklesy v kráteru, teplota lávy 11560 C

• vývoj vulkanické aktivity proběhl v 50 dílčích událostech,vývoj vulkanismu byl monitorován Havajskou vulkanologickou observatoří, založenou v roce 1912

MaunaLoa (Havaj)

Kilauea(1983-1988)

Pahoehoeláva

Rizikové jevy (hazardy)Primární - souvisejí přímo se sopečnou erupcí, jsou iniciována výlevy

lávy a vyvrhováním pyroklastického materiálu• lávové proudy• výbuchy spojené se spádem tefry• žhavá mračna• exhalace plynných látek• sopečná zemětřesení

Sekundární - jsou generovány nepřímo v důsledku vulkanické aktivity • deformace povrchu(zdvih nebo pokles související s pohybem

magmatu v nitru sopky), ukládání vrstev pyroklastik, které mohou způsobit nestabilitu svahů vulkánu,

• sesuvysvahového materiálu (především nánosů tefry), • lahary• tsunami• povodně (např. v důsledku tání ledovců -tento proces bývá označován

islandským termínem jäkulhlaups)

Tsunami• obrovské ničivé mořské vlny, vyvolané většinou podmořskými

zemětřeseními, mohutnými sesuvy půdy a výbuchy podmořských sopek, které posunou část oceánského dna (kerný pohyb)

jsou charakteristické:• velkou rychlostí – až 950 km/h , délkou 100 – 200 km• nepravidelnou periodicitou v intervalu od 5 minut do několika

hodin • na hlubokých vodách volného moře - nevýrazné

! ničivé jsou na pobřeží a v zátokách- zvedají se jako mohutná vodní stěna 30 až 60 metrů vysoká

→ devastuje přímořské pásmo

Původ názvu:

z japonštiny, tsoo – NAH - mee = velká zálivová vlna, zemětřesné vlny, dnes zvláště nebezpečný druh vln

� Rychlost šíření tsunami závisí na: teplotě a tlaku prostředí, ale i na jeho minerálních vlastnostech

� Rychlost šíření seismických vln: v horninách na zemském povrchu se pohybuje od 2,5 – 3,5 km/s, do 8,2 – 8,5 km/s

� v místě největších zemětřesení (hloubka 700 km) se pohybujíokolo 10,8 km/s, s rostoucí hloubkou se jejich rychlost zvětšuje, ve spodním plášti (v hloubce 2900 km) je jejich rychlost 13,7 km/s

� energie tsunami je konstantní, závisí na její rychlosti a čtverci výšky; když vlna dorazí k pobřeží, její výška roste a rychlost klesá

�� tsunami ztsunami zíískskáá na hlubokna hlubokéém mom mořři rychlost ai rychlost ažž 700700--950950km/hkm/h�� u pobu pobřřeežžíí se ale vlna znase ale vlna značčnněě zpomalzpomalíí�� na hlubokna hlubokéém mom mořři je tsunami ti je tsunami těžěžko pozorovatelnko pozorovatelnáá (obvykle (obvykle mmáá vývýššku vku v cm acm ažž desdesíítktkááchch cm)cm)�� u pobu pobřřeežžíí nahromadnahromaděěnnáá energie zvedenergie zvedáá vlnu avlnu ažž do výdo výššky ky 30 30 metrmetrůů a va víícece�� ddííky velmi dlouhky velmi dlouhéé vlnovvlnovéé ddéélce mlce můžůže na hluboke na hlubokéém mom mořři i tsunami putovat tistsunami putovat tisííce kilometrce kilometrůů bez vbez věěttšíších ztrch ztráát energiet energie

Vznik a vývojPříčiny tsunami: známyPodmínky vývoje: zůstávají stále nejasné

Ze záznamů vyplývá - tsunami vzniká v průměru jen v 1 ze 20 případů tektonickéčinnosti

� uvolněná energie vyvolá tlak na vodu, vlny se šíří zemským tělesem do všech stran - vznikáničivá vlna

� na moři: normální vlna (do 1 m výšky), do pohybu: celá vodní masa od hladiny až po dno

� na břehu: vidíme spíše než vodní stěnu, náhlou záplavu, vlna se zvedá do výšky až při změněrovnosti dna, tj. u pobřeží

� v oblasti mělkého šelfu - mění se v pohybujícístěnu, která se zvyšuje při kontaktu s mělkými zálivy a ústími řek, následně vlna zpomalí a rozšiřuje se na pevninu

Šestistup ňová škála britského seismologa Ambraseyse :

I. tsunami velmi slabá- pouhým okem ji nespatříme,

je znatelná pouze na mareografu(přístroj měřící výšku mořskéhladiny)

II. tsunami slabá- může zaplavit ploché přímoří, zpozorují ji jen lidé, co znají

dobře mořskou hladinu

III. st ředně silná vlna- je pozorovatelná všemi, ploché přímoří je zaplaveno, způsobuje zanesení lehkých lodí na břeh,v nálevkovitých ústířek je proud dočasně obrácen k pevnině, způsobuje menší škody na přístavním zařízení

IV. silná tsunami- přímoří je celé zaplaveno, umělé pobřežní konstrukce jsou

poškozeny, velké plachetnice a malé motorovéčluny jsou vrženy na břeh a následně zpět na moře, přímoří je zamořeno úlomky a odpadky

V. velmi silná tsunami- přímoří je zaplaveno, vlnolamy a mola jsou těžce

poškozena, na břeh jsou vrženy i větší lodě, škody se objevují i hluboko ve vnitrozemí, vše je zaneseno úlomky, v ústích řek jsou velké bouřlivé přílivy, oběti na životech

VI. vlna tohoto stupně je katastrofální- zcela ničí pobřeží a přímořské oblasti, pevnina je zaplavena do značné hloubky, i největší lodě jsou poškozeny, mnoho obětí na životech

Účinky tsunami

Vlny se šíří z různých podnětů, na různých místech, s rozdílnými charakteristikami:

před příchodem hlavní vlny silný vítr pobřeží zaplaveno menší vlnouvlna může být jedna, zpravidla vícevlny mají obrovskou sílu (trhají skály, přináší těžké

předměty na pobřeží, …)

Foto: © NOAA, www.noaa.gov

Varovný systém proti tsunami v Tichém oceánu (pacifický varovný systém NOAA).

Bóje vysílají informace o výšce mořské hladiny.

Ohrožené pobřežní oblastipak mají čas na evakuaci.

varovný systém

Ochrana p řed tsunami

� varovná služba – Honolulu (Havaj), 31 stanic, 50 mareografů

� doba mezi zemětřesením a příchodem vlny krátká� varování okamžité, záchranné práce bleskové� o původu tsunami mnoho nejasného, proto

mezinárodní služba vydává varování při každém silnějším zemětřesení, i když vlna nevznikne

� stinné stránky ztráty na životech

• Stanice monitorující tsunami pracujív Tichém oceánu již od roku 1949 →mohou před nimi včas varovat, ale před jejich ničivou vlnou neexistuje jiná obrana než evakuace.

Výskyt� dna hlubokomořských příkopů Tichého oceánu (Aleutský, Kurilsko –

Kamčatský, Peruánsko – Chilský)� průběh celým oceánem, pustošení vzdálených míst (četnost – jednou za 15 let)� intenzita v Evropě nižší než na pacifických pobřežích (Egejské, Jónské,

Severní, vyj. Jaderské moře a západní Středomoří)

Hloubkové rozložení ohnisek zemětřesení v řezu vedeném přes vulkán Krakatau. Ohniska zemětřesení, soustředěna ve sloupci pod vulkánem, jsou označena červeně.

Přehled historicky významných vln tsunamiSantorin (Řecko, 1400 př. n. l. ) - vyvoláno sopečnou erupcí,

několik tisíc obětí (pravděpodobně zánik mykénské kultury)

Kamčatka, Kurilské ostrovy, Sachalin(1737)- zemětřesení v Aleutském příkopu, výška vlny 17 – 35 m, rychlost až 700 km/h, stovky mrtvých

Lisabon (1755)- zemětřesení na Azorsko-gibraltarském hřbetu, zaplavena část Lisabonu, výška vlny 15 m, 70 000 obětí

Japonsko (1854)- zemětřesení v Japonském příkopu, vlna 9 m vysoká, za 12,5 hodin proběhla Pacifikem a ještě v SanFrancisku byla zaznamenána jako půlmetrová

Bengálský záliv(1872)- výška vlny 20 m, 200 000 mrtvých

Krakatoa (26. - 27. 1883) -sopečný výbuch, výška vlny 35-40 m, zaplavena část Jávy a Sumatry, rychlost vlny 200 km/h, vlna zaznamenána ještě 18 000 km od místa vzniku, zahynulo 36 000 lidí

Japonsko(15. 6. 1896 )- Sanriku- zemětřesení v Japonském příkopu, vlna 15 m vysoká, 27 122 mrtvých

Sicílie, Mesina(1908)- zemětřesení v Messinském příkopu, intenzita XII., vlna 10 m vysoká, 80 000 mrtvých

Japonsko,Sanriku(1937)- zemětřesení v Japonském příkopu, 8 m vysoká vlna, 2986 mrtvých

Japonsko, Ronankai(1944) - zemětřesení v Japonském příkopu, 10 m vysoká vlna

Havaj (1946) - zemětřesení v Aleutském příkopu, výška vlny 10 m, rychlost v oceánu 700 km/h, 156 mrtvých

Kamčatka, Kurily, Japonsko (1952) - zemětřesení v Aleutském příkopu, výška vlny 8-18 m, rychlost 500 km/h, stovky mrtvých

Aljaška (1953)- zemětřesení v Aleutském příkopu, výška vlny 17-35 m, rychlost nad 700 km/h, desítky mrtvých

• 22. 5. 1960 - silné zemětřesení o síle 9,6 stupně Richterovy škály v Chile vyvolalo tsunami, která způsobila rozsáhlé škody

na Havaji a zasáhla i 16 800 km

vzdálené Japonsko,

kde zabila stovky lidí.

• 1978 Kolumbie- zemětřesení

na pacifickém pobřeží,

5 m vysoká vlna, 125 mrtvých

Významné tsunami v posledních 20 letechJaponsko - západní(1983)– zemětřesení, 104 mrtvých

Okuširi, Japonsko (12. 7. 1993) – zemětřesení, 30 m vysoká, město Aonae zničeno, přes 200 obětí

Papua, Nová Guinea(17. 6. 1998) - sopečné zemětřesení, 12,5 m vysoká vlna, 3 000 mrtvých

• katastrofa 26. prosince 2004: postihla jihovýchodní Asii, kde zahynulo nejméně 286 000 lidí (300 tisíc)

příčina: podmořské zemětřesení o síle 8,9 stupňů severního cípu ostrova Sumatra

Sumatra, Indon ésie, 26. prosince 2004


Indo-australská deska

Euro-asijská deska

Hlubokom

ořský p

říkop


Na této linii vznikla primární vlna tsunami

Model postupu vlnytsunami Indickým oceánem

Červená barva:Hladina oceánu je výše

než normální stav

Modrá barva:Hladina je níž než je

normální stav

Rychlost postupuvlny tsunami

Čísla udávají dobuv hodinách, za kterou na dané

místo dorazila vlna tsunami

Tsunami v jv . Asii, 26. prosince 2004

Příčina: velmi silné zemětřesení zapříčiněné uvolněním energie při podsouvání Indo-australské desky pod Euro-asijskou desku.

Indo-australská deska se v oblasti vzniklého zemětřesení pohybuje k severovýchodu průměrnou rychlostí 6 cm/rok.Při zemětřesení 26. 12. 2004

se tato deska posunula o 15 až 30 m.

Síla zemětřesení: 9 (odpovídá energii v řádu 1017J)Hloubka hypocentra: 30 kmPřesný čas zemětřesení: 00:58:53 světového času (UTC, GMT)

Kurilské ostrovy• 15. 11. 2006

• 13. 1. 2007

Peru• 15. 8. 2007

Lávové proudy• láva tekoucí z nitra vulkánu ničí díky své teplotě vše, co jí

stojí v cestě• malá rychlost proudů→ nejsou zpravidla žádné oběti na

životech• na evakuaci obyvatel je dostatek času a většině proudů lze

lehce uniknout i pěšky• Riziko: pouze pokud lidé uvíznou mezi více proudy bez

otevřené únikové cesty• Hazard: představuje tekoucí láva pro samotnou krajinu →

ničení vegetace, zemědělské půdy i lidských sídel→ požáry vzniklé v důsledku vysoké teploty sopečné hmoty→ láva může dále kontaminovat zdroje podzemních vod či

způsobovat otravy v souvislosti s uvolňováním toxických plynů

Ochrana před lávovými proudy:

• evakuace • bombardování lávových proudů - bombardován je přímo

proud taveniny → porušení kompaktnosti a láva se rozprostře na větší ploše → ztrácíčást své ničivé schopnosti

• Bombardování kráteru sopky → nedojde k hromaděnímagmatu uvnitř kráteru a láva tak vytéká postupně v malém množství a tuhne v nejbližším okolí vulkánu

• stavba umělých bariér a koryt - metoda byla použita na Sicílii při erupci Etny již roku 1669. !!! Stavby musí být z materiálu, který odolá vysokým teplotám a upravená trasa pohybu taveniny musí vést do oblastí, kde nehrozí žádná rizika

• umělé urychlené ochlazování povrchu lávy- poprvé použit na Islandu v 70. letech 20. století. Účinné, ale: technicky i finančně náročné

Výbuchy spojené se spádem tefry• Při explozi vulkánu Tambora (1815) - bylo vyvrženo až

100 km2 pyroklastik, které v následujícím roce v důsledku zastínění a oslabení slunečního záření snížily globálníteplotu o 0,3°C

Žhavá sopečná mračna • jsou tvořena směsí horkých plynů a pyrklastického

materiálu• dosahují teplot až 1000°C (většinou 200 - 700°C) a

rychlostí až kolem 100 km/h• mohou vznikat při erupci sopky, ale i samovolně např.

kolapsem materiálu tvořící kráter vulkánu• Jedinou efektivní obranou proti žhavým mračnům je

včasná evakuace

rizikové endogenní procesy -...

Documents