Pod morskou hladinou sa odohráva väčšina vulkanickej aktivity planéty, no o jej priebehu vieme stále prekvapivo málo. Nové pozorovania pri Islande teraz naznačujú, že časť stredooceánskeho chrbta sa môže za určitých podmienok správať oveľa výbušnejšie, než sa dlho predpokladalo.
Keď geofyzik Jonas Preine počas expedície M201 v júni 2024 sledoval seizmické snímky z plytších vôd pri Islande, niečo mu nesedelo. Tím na výskumnej lodi Meteor pôvodne smeroval do nepreskúmanej hlbokomorskej panvy s vulkanickými útvarmi a zastávka asi 100 kilometrov od Reykjavíku mala slúžiť najmä na otestovanie prístrojov. Práve tieto testovacie profily však odhalili útvary, ktoré sa nezhodovali s bežnou predstavou o vulkanizme na dne oceánov.
Na úseku Mid-Atlantic Ridge nazývanom Reykjanes Ridge sa v seizmických dátach neukázal len drsný a rozlámaný terén typický pre tiché výlevy lávy. Vedci videli hladké pahorky so strmými bokmi a plochými vrcholmi. Ich svahy navyše pokrývali usadeniny, ktoré podľa interpretácie tímu pripomínali materiál po erupcii nad morskou hladinou.
To bolo prekvapivé aj preto, že stredoceánske chrbty sa zvyčajne nepovažujú za prostredie explozívnych erupcií. Vo veľkých hĺbkach totiž obrovský tlak vody bráni tomu, aby sa vulkanické plyny rozpínali. Väčšina Mid-Atlantic Ridge leží aspoň 2 500 metrov pod hladinou a erupcie tam bývajú obmedzené skôr na pokojné výlevy lávy.
Po návrate z expedície tím doplnil ďalšie profily a snímkovanie. Z nich podľa článku vyplynulo, že charakter chrbta sa mení približne pri hĺbke 300 metrov. Práve tam sa podľa výskumníkov tlak vody zníži natoľko, že voda v kontakte s lávou sa môže prudko meniť na paru a poháňať explozívnu erupciu, ktorá je schopná preraziť až nad hladinu.
Takýto rámec by mohol pomôcť vysvetliť aj vznik ostrova Surtsey, ktorý sa bez varovania objavil pri južnom pobreží Islandu 14. novembra 1963. Počas troch rokov vulkanickej aktivity vyrástol 171 metrov nad more. Surtsey patrí k príkladom ostrovov, ktoré sa na čas vynoria z mora a neskôr ich opäť naruší erózia vĺn.
Preine a jeho kolegovia vidia dôležitú stopu v tom, kde sa nachádzal vyvrhnutý materiál. Pri podmorských erupciách voda tlmí rozptyl úlomkov, takže sediment padá blízko zdroja. Keď sa však sopka dostane nad hladinu, popol a úlomky hornín sa môžu rozptýliť oveľa ďalej. To by podľa ich interpretácie pomáhalo vysvetliť nánosy na bokoch týchto útvarov.
Rovnako nápadná je aj ich plochá vrcholová časť. Podľa Preina nejde o náhodu, že tieto podmorské sopky sú zarovnané približne do hĺbky 40 metrov pod hladinou. V severnom Atlantiku totiž erózia búrkovými vlnami podľa neho siaha práve približne po túto úroveň. Kombinácia nižšieho tlaku vody a silného pôsobenia vĺn tak podľa tímu ponúka vysvetlenie ich pozorovaní.
Nie všetci odborníci sú však úplne presvedčení, že ide o celý príbeh. Emeritný geofyzik Páll Einarsson z University of Iceland, ktorý si erupciu Surtsey pamätá ešte z roku 1963, označil výsledky expedície za pôsobivé, no nie za definitívne. Upozorňuje, že podobné ploché sopky so strmými bokmi vznikajú aj iným spôsobom.
Prečo je Island výnimočné prírodné laboratórium
Island je z geologického hľadiska mimoriadne miesto, pretože leží priamo na stredooceánskom chrbte, kde sa od seba vzďaľujú Severoamerická a Euroázijská tektonická platňa.
Snímka zobrazuje: Rock formations emerge from the waves along the shore of Iceland. Jonas Preine.
V širšom kontexte to znamená, že práve tu možno sledovať procesy, ktoré sú inde skryté hlboko pod oceánom. Mid-Atlantic Ridge sa začal formovať približne pred 200 miliónmi rokov pri rozpade Pangey a samotný Island sa neskôr zdvihol nad hladinu aj vďaka výstupu nezvyčajne horúceho materiálu z plášťa.
Práve spojenie stredooceánskeho chrbta s pevninou robí z Islandu vzácne miesto na porovnanie dejov pod hladinou a na súši. To však neznamená, že všetky tamojšie útvary majú rovnaký pôvod. Nové pozorovania pri Reykjanes Ridge preto priťahujú pozornosť aj preto, že môžu ukazovať prechod medzi zdanlivo pokojnou a výbušnejšou podobou oceánskeho vulkanizmu.
Ako tlak vody mení charakter erupcií
Vo všeobecnosti platí, že tlak okolitého prostredia výrazne ovplyvňuje, či erupcia prebehne pokojne alebo explozívne.
Snímka zobrazuje: The Meteor transported the scientists on Expedition M201 to their research site off the coast of Iceland. Jonas Preine.
Vo veľkých oceánskych hĺbkach vysoký tlak obmedzuje rozpínanie plynov v magme, a tým aj sklon k výbušnému správaniu. Preto sa na mnohých úsekoch stredooceánskych chrbtov očakávajú najmä pokojné výlevy lávy.
Pozorovania z oblasti pri Islande však naznačujú, že pri menšej hĺbke sa situácia môže meniť. Ak sa voda pri kontakte s lávou prudko zmení na paru, môže to erupciu zosilniť. Práve hĺbka okolo 300 metrov je podľa interpretácie tímu hranicou, kde sa tento efekt začína výraznejšie prejavovať. Ide však stále o pracovnú hypotézu, ktorú bude treba podložiť ďalšími údajmi.
Alternatívne vysvetlenie: stopa po ľade
Dôležitou alternatívou sú takzvané tuyas, teda stolové hory so strmými bokmi a plochým vrcholom, známe aj z Islandu.
Snímka zobrazuje: In Iceland’s Thingvellir National Park, hikers can travel along a path between the North American and Eurasian tectonic plates. mauritius images.
Všeobecne sa predpokladá, že vznikajú pri kontakte stúpajúcej magmy s hrubou vrstvou ľadu, ktorý môže podporiť explozívne procesy a zároveň obmedziť vertikálny rast sopky. Počas poslednej doby ľadovej bol Island pokrytý rozsiahlejšími ľadovcami a hladina mora bola nižšia než dnes.
Expedičný tím preto najprv zvažoval, či pozorované podmorské pahorky nemôžu byť zatopenými ekvivalentmi takýchto útvarov. Podľa článku však našli indície proti tejto predstave: vulkanický materiál sa zrejme ukladal na staršie ľadovcové sutiny, čo by naznačovalo, že erupcie prišli až po ústupe ľadu. Viacerí oslovení odborníci to považujú za silný argument, no Einarsson by rád videl viac dôkazov.
Prečo vedci potrebujú horniny a priame zábery
Aj v čase pokročilej geofyziky zostáva hlboký oceán ťažko prístupným prostredím.
Snímka zobrazuje: Jonas Preine, now a marine geophysicist at the National Oceanography Center in England, is studying the Mid-Atlantic Ridge. Courtesy of Jonas Preine.
Seizmické profily a snímky dna dokážu odhaliť tvary a vnútornú stavbu útvarov, no na definitívne rozlíšenie ich pôvodu často nestačia. V tomto prípade odborníci hovoria, že rozhodujúce budú najmä horninové vzorky alebo priame pozorovania z ponorných prostriedkov.
Tím má zatiaľ len obmedzený materiál zo zberu hornín z morského dna a nie dosť priamych vizuálnych dôkazov. To je dôležité aj preto, že pri explozívnych podmorských erupciách by mal byť charakter usadenín podľa expertov pomerne nápadný. Získať takéto údaje však nie je jednoduché: plánovanie hlbokomorských výprav trvá roky a aj dobre pripravená expedícia je do istej miery odkázaná na to, či sa podarí presne trafiť správne miesto.
Čo to môže znamenať pre minulosť aj budúcnosť oceánskeho vulkanizmu
Zistenia z Reykjanes Ridge sú zaujímavé nielen pre jednu oblasť pri Islande.
Snímka zobrazuje: Surtsey, a volcanic island off the southern coast of Iceland, emerged from the sea in the 1960s. Omikron/Science Source.
Ak sa potvrdí, že plytšie úseky stredooceánskeho chrbta sa môžu ľahšie prepínať do explozívnejšieho režimu, pomohlo by to vysvetliť aj historické správy o takzvaných fantómových ostrovoch, ktoré sa zrazu objavili a neskôr zmizli pod vlnami. Samotný článok pripomína, že len na severnom Reykjanes Ridge je za posledných tisíc rokov zdokumentovaných najmenej 14 erupcií.
Otvorená zostáva aj otázka, akú úlohu mohol zohrávať ľad nepriamo. Preine nevylučuje, že ústup ľadovcov mohol po odľahčení zemskej kôry podporiť nárast vulkanickej aktivity. Určenie veku hornín by preto mohlo ukázať, či sa po ústupe ľadu skutočne začala nová vulkanická etapa. Zatiaľ však ide o hypotézu. Jasné je skôr to, že aj prostredie považované za prevažne pokojné môže za správnych podmienok prejsť do oveľa dynamickejšieho režimu.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
