Keď sa sopka jemne zdvihne, nemusí to hneď znamenať pohyb magmy ani blížiacu sa erupciu. Nová analýza z okolia japonského Mount Fuji ukazuje, že počas epizód intenzívnych zrážok sa povrch pri vrchole môže dočasne zdvihnúť o centimetre. Pre vulkanický monitoring je to dôležitá správa: nie každá deformácia terénu má rovnaký pôvod.
Výskumný tím vedený Shuom Zhengom z Hong Kong Polytechnic University skúmal denné údaje z GNSS staníc, teda satelitných meraní polohy známych aj ako GPS dáta, zozbierané v rokoch 2017 až 2023. Mount Fuji patrí medzi veľmi pozorne sledované sopky a jeho okolie je vybavené desiatkami prístrojov na zachytávanie pohybov povrchu, infrazvuku a ďalších možných znakov nepokoja. Takéto sledovanie má opodstatnenie aj preto, že Shin-Fuji, najmladšia z troch prekrývajúcich sa sopiek tvoriacich Mount Fuji, je v súčasnosti aktívna.
Vedci zistili, že dve GNSS stanice do 10 kilometrov od vrcholu opakovane zaznamenali jasné známky zdvihu terénu. Išlo o zmeny približne na úrovni 1 až 2 centimetrov, teda výrazne nad presnosťou senzorov na milimetrovej úrovni. Keď tieto signály porovnali so záznamami zo zrážkomerov, ukázalo sa, že pôda sa často začala zdvíhať takmer okamžite počas období silných dažďov, ktoré autori opisujú ako niekoľko desiatok milimetrov zrážok za deň.
Podľa výskumníkov za tým pravdepodobne stojí fyzikálny mechanizmus spojený s takzvanými clinker vrstvami v plytkom podloží Mount Fuji. Ide o vrstvy drobných hornín, ktoré vznikajú pri rýchlom ochladení povrchu lávového prúdu. Na Mount Fuji sa tieto štruktúry zachovali pod povrchom a môžu ukladať aj viesť podzemnú vodu podobne ako plytké zvodne. Keď voda vyplní póry v takejto vrstve, nadložný terén sa môže posunúť smerom nahor. Práve to má vysvetľovať, prečo stanice umiestnené nad staršími lávovými vrstvami reagovali na intenzívne zrážky zdvihom.
Zaujímavé je, že ďalej od vrcholu sa obraz mení. Pri analýze deviatich GNSS staníc vo vzdialenosti 25 až 40 kilometrov od vrcholu tím zistil, že počas silných dažďov tam povrch skôr klesal. Podľa členov tímu teda existujú dve odlišné odpovede na ten istý meteorologický jav. Pokles povrchu pri zrážkach je pritom už známy aj z iných lokalít. V blízkosti vrcholu Mount Fuji ho podľa autorov neprevažuje práve vplyv clinker vrstiev.
Dôležitá je aj časová škála. Zdvih zaznamenaný pri vrchole zvyčajne trval iba deň alebo dva a po skončení dažďa sa strácal. To je podstatný rozdiel oproti deformáciám spojeným s magmou, ktoré podľa autorov môžu pokračovať celé týždne alebo mesiace. Práve tento kontrast pomáha odlíšiť zrážkami vyvolanú zmenu od potenciálne vážnejšieho vulkanického signálu. Nezávisle oslovený vulkanológ Luca Caricchi z Université de Genève, ktorý sa na výskume nepodieľal, upozornil, že predstava „deformácia rovná sa blížiaca erupcia“ je príliš zjednodušená. Ak je zmena krátkodobá, vysvetlením môžu byť jednoducho zrážky.
Vedci sa pokúsili podobný efekt hľadať aj na iných japonských sopkách. Pri reťazi ostrovných vulkánov južne od Tokia však nenašli presvedčivý trend. Jednou z možností podľa tímu je, že tamojšie clinker vrstvy ležia tak blízko mora, že sa z nich voda účinne odvádza. Ide však o hypotézu, nie o potvrdený záver.
Pre odborníkov, ktorí sledujú aktívne sopky v reálnom čase, je tento výsledok prakticky významný. Ukazuje totiž, že interpretácia dát z deformácie terénu musí rátať aj s počasím a miestnou geológiou. Inak by krátkodobý účinok dažďa mohol vyzerať ako hlbší proces v podzemí.
Prečo nie je každé zdvihnutie sopky varovaním
Pri monitorovaní sopiek patrí deformácia povrchu medzi najdôležitejšie sledované signály.
Snímka zobrazuje: Heavy Rainfall Inflates Mount Fuji.
Všeobecne totiž môže naznačovať, že sa v podzemí presúva magma alebo sa mení tlak v sopečnom systéme. Nové zistenia z Mount Fuji však pripomínajú, že rovnaký typ merania môže zachytiť aj oveľa bežnejší proces: rýchlu reakciu plytkého podložia na silný dážď. V praxi to znamená, že samotný údaj o zdvihu ešte nestačí; rozhodujúce sú aj trvanie javu, jeho priestorové rozloženie a súvislosť s počasím.
Ako môžu lávové vrstvy zadržiavať vodu
Podľa zdroja zohrávajú na Mount Fuji dôležitú úlohu clinker vrstvy, teda porézne vrstvy drobných hornín vytvorené ochladením lávy.
Snímka zobrazuje: Clinkers, or layers of small rocks that form from cooling lava, can store and transmit water. They may be responsible for the way Mount Fuji’s.
V širšom geologickom kontexte platí, že pórovité horninové vrstvy môžu fungovať ako zásobníky a cesty pre podzemnú vodu. Ak sa rýchlo nasýtia vodou, môže sa meniť tlak v ich póroch aj mechanická odozva nadložia. V prípade Mount Fuji autori spájajú práve tento proces s krátkodobým zdvihom v blízkosti vrcholu.
Prečo odborníci porovnávajú GNSS dáta so zrážkami
Samotné presné meranie polohy dnes pri sopkách nestačí interpretovať izolovane.
Snímka zobrazuje: Over a dark blue-green square appear the words Special Report: The State of the Science 1 Year On.
Bežnou súčasťou modernej geodézie a vulkanického monitoringu je porovnávanie viacerých druhov dát: pohybu povrchu, seizmických záznamov, infrazvuku aj meteorologických údajov. Práve takýto prístup umožnil výskumníkom spojiť krátkodobý zdvih pri Mount Fuji s epizódami intenzívnych dažďov. Všeobecne platí, že čím lepšie sa podarí oddeliť meteorologický šum od hlbších geologických procesov, tým spoľahlivejšie je hodnotenie rizika.
Čo to znamená pre sledovanie aktívnych sopiek
Praktický význam takýchto výsledkov presahuje jeden konkrétny vrch. Siete GNSS staníc, seizmometrov a ďalších senzorov fungujú pri mnohých sopkách sveta, od Kīlauea po Calbuco, a všetky pracujú s rovnakou výzvou: rozlíšiť nebezpečný signál od prirodzenej, no menej alarmujúcej zmeny. Výsledok z Mount Fuji ukazuje, že krátke deformácie po silných dažďoch nemusia byť dôvodom na obavy z erupcie. Zároveň však neznamená, že zrážky sú jediným vysvetlením každej zmeny povrchu. Kľúčové je hodnotiť viac ukazovateľov naraz.
Čo zatiaľ zostáva otvorené
Zdroj ukazuje presvedčivú súvislosť pre stanice blízko vrcholu Mount Fuji, no neznamená to, že rovnaký mechanizmus musí fungovať rovnako na každej sopke. Pokus nájsť podobný trend pri ostrovných vulkánoch južne od Tokia nepriniesol jednoznačný výsledok. Naznačené vysvetlenie s účinnejším odvodňovaním vrstiev pri mori ostáva len pracovnou hypotézou. Otvorenou otázkou preto zostáva, pri akých geologických podmienkach je dažďom vyvolaná deformácia najvýraznejšia a ako univerzálne sa dá tento poznatok preniesť do monitoringu inde vo svete.
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.
