magma | Svět2000

Magmatická nádrž největší podmořské sopky Kikai se znovu naplňuje

1. 4. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 3 min read 68 Zobrazení Japonsko, kaldera, magma, rezervoár, sopka, sopky, Univerzita v Kóbe, výbuch, Yellowstone, Zermě

Geologie Nové TOP 10 Země

Explozivní erupce, které tvoří kalderu, vyvrhují objemné množství magmatu během gravitačního kolapsu stropu magmatické komory. Je známo, že ke kolapsu kaldery dochází rychlou dekompresí magmatické komory v malé hloubce, avšak prahové hodnoty pro dekompresi magmatické komory, které podporují kolaps kaldery, nebyly nikdy testované na příkladech ze skutečných erupcí tvořících kalderu.

O procesech, které vedou k opětovným erupcím supervulkánu, jako je převážně podvodní kaldera Kikai v Japonsku (na obrázku), víme jen velmi málo, a proto nejsme k předpovědím dostatečně vybaveni. Jak se ale takové obří podmořské sopky naplňují?

260327-Seama-Reinjection-Caldera — Popis: O procesech, které vedou k opětovným erupcím supervulkánu, jako je převážně podvodní kaldera Kikai v Japonsku (na obrázku), víme jen velmi málo, a proto nejsme dostatečně vybaveni k předpovědím.

Zkoumání podmořské kaldery Kikai v Japonsku vědcům umožňuje obecněji porozumět obřím kalderovým sopkám, jako jsou Yellowstone nebo Toba. Také je přibližuje k předpovídání jejich chování.

Některé sopky vybuchují velmi prudce. Spolu s výbuchem vyvrhují takový objem magmatu, že by to dokázalo pokrýt celý Central Park, který by byl hluboký 12 km. Nakonec po ní zůstane jen široký a poměrně mělký kráter, takzvaná „kaldera“.

Příklady takových supervulkánů jsou kaldera Yellowstone, kaldera Toba a převážně podvodní kaldera Kikai v Japonsku, která naposledy vybuchla před 7 300 lety, což byla největší sopečná erupce v současné geologické epoše, holocénu.

A i když po výbuchu vypadají prázdné, protože v místech dochází k propadům, víme, že umí vybuchovat znovu. Ale o procesech, které k erupci vedou, víme jen velmi málo. Pro řešení otázek proč a jak k tomu dochází se vědci rozhodli studovat kalderu Kikai, která se nachází převážně pod vodou. Podvodní poloha vědcům umožňuje provádět systematické průzkumy ve velkém měřítku.

Vědec z univerzity v Kóbe, který se spojil s Japonskou agenturou pro mořské vědy a technologie Země (JAMSTEC), použil pole vzduchových děl, která vyvolávají umělé seismické impulsy. Pomocí seismometrů oceánského dna naslouchali tomu, jak se tato seismická vlna šíří zemskou kůrou a sledovali, jak se mění její stav. Zjistili, že přímo pod sopkou, která vybuchla před 7 300 lety, se skutečně nachází oblast, která se do značné míry skládá z magmatu a charakterizovali velikost a tvar rezervoáru. Vzhledem k jeho rozsahu a umístění je zřejmé, že se ve skutečnosti jedná o stejný rezervoár magmatu jako při předchozí erupci.

Nová magma nové složení

Toto magma však pravděpodobně není pozůstatkem oné erupce. Vědci si uvědomili, že uprostřed kaldery se v posledních 3 900 letech formuje nová lávová kopule a chemické analýzy ukázaly, že materiál produkovaný touto a další nedávnou sopečnou činností má jiné složení než ten, který byl vyvržen při poslední obří erupci.

To znamená, že magma, která je nyní přítomná v magmatickém rezervoáru pod lávovou kopulí, je pravděpodobně nově vstřikované magma. To umožňuje vědcům navrhnout obecný model toho, jak se tyto magmatické rezervoáry pod kalderovými sopkami nově doplňují.

Jejich model opětovného vstřikování magmatu je v souladu s existencí velkých mělkých magmatických rezervoárů pod jinými obřími kalderami, jako jsou Yellowstone a Toba. Vědci doufají, že jejich zjištění přispějí k pochopení cyklů zásobování magmatem po obřích erupcích.

Aby vědci dokázali lépe monitorovat klíčové ukazatele budoucích obřích erupcí, je nutné pochopit procesy opětovného vstřikování a na tomto základě zdokonalit metody, které se ve studii ukázaly jako velmi užitečné.

Zdroj: Univerzita v Kóbe; https://www.kobe-u.ac.jp/en/news/article/20260327-67665/ ; DOI10.1038/s43247-026-03347-9;

Zjistili jsme, jak se diamanty dostávají na povrch a možná nám to napoví, kde je hledat

29. 7. 2023 Adam Walko 0 komentářů 4 min read 4025 Zobrazení Afrika, cykly, diamanty, drahé kameny, JIžní Amerika, kimberlity, litosféra, magma, rozpad, Severní Amerika, tektonické desky, těžba, zemský povrch

Budoucnost TOP 10 Věda

Vědci si dříve nebyli jisti, jak se drahé kameny dostávají na zemský povrch

„Diamanty jsou věčné.“ Tento ikonický slogan, vytvořený pro velmi úspěšnou reklamní kampaň ve 40. letech 20. století, prodával drahé kameny jako symbol věčného závazku a jednoty. Nový výzkum, který provedli vědci z různých zemí a který byl publikován v časopise Nature, však naznačuje, že diamanty mohou být také znamením rozpadu. Tedy rozpadu zemských tektonických desek. Dokonce může poskytnout vodítko k tomu, kde je nejlépe hledat.

Diamanty, které jsou nejtvrdšími přírodními kameny, vyžadují ke svému vzniku intenzivní tlaky a teploty. Těchto podmínek je dosaženo pouze v hlubinách Země. Jak se tedy dostanou z hlubin Země na povrch?

Diamanty jsou vynášeny nahoru v roztavených horninách neboli magmatech zvaných kimberlity. Až dosud jsme nevěděli, jaký proces způsobil, že kimberlity náhle vystřelily skrz zemskou kůru, když strávily miliony nebo dokonce miliardy let ukryté pod kontinenty.

Cykly superkontinentů

Většina geologů se shoduje na tom, že explozivní erupce, které uvolňují diamanty, probíhají synchronně se superkontinentálním cyklem: opakujícím se vzorcem tvorby a fragmentace pevnin, který určuje miliardy let historie Země.

O přesných mechanismech, které jsou základem tohoto vztahu, se však vedou diskuse. Objevily se dvě hlavní teorie.

Jedna navrhuje, že kimberlitová magmata využívají „rány“, které vznikají při roztahování zemské kůry nebo při rozpadu desek pevných hornin pokrývajících Zemi, známých jako tektonické desky. Druhá teorie zahrnuje plášťové plumy, kolosální výrony roztavené horniny z hranice jádra a pláště, která se nachází asi 2 900 km pod povrchem Země.

Zobrazení vnitřní struktury Země

Obě představy však nejsou bez problémů. Za prvé, hlavní část tektonické desky, známá jako litosféra, je neuvěřitelně pevná a stabilní. To ztěžuje pronikání zlomů, které by umožnily vyplavování magmatu.

Kromě toho mnohé kimberlity nevykazují chemické „příchutě“, které bychom očekávali u hornin pocházejících z plášťů.

Naopak se předpokládá, že při vzniku kimberlitů dochází k mimořádně nízkému stupni tavení plášťových hornin, často méně než 1 %. Je tedy zapotřebí jiný mechanismus. Naše studie nabízí možné řešení této dlouholeté hádanky.

Nasadili jsme statistickou analýzu, včetně strojového učení, aplikace umělé inteligence, abychom forenzně prozkoumali souvislost mezi rozpadem kontinentu a kimberlitovým vulkanismem. Výsledky naší globální studie ukázaly, že k erupcím většiny kimberlitových sopek došlo 20 až 30 milionů let po tektonickém rozpadu zemských kontinentů.

Navíc naše regionální studie zaměřená na tři kontinenty, kde se nachází nejvíce kimberlitů – Afriku, Jižní Ameriku a Severní Ameriku, toto zjištění potvrdila. Přidala také důležitou stopu: vyvřeliny kimberlitů mají tendenci se v průběhu času postupně stěhovat z okrajů kontinentů do jejich nitra, a to stejnou rychlostí napříč kontinenty.

To vyvolává otázku: Jaký geologický proces by mohl tyto zákonitosti vysvětlit? Abychom tuto otázku vyřešili, použili jsme několik počítačových modelů, které zachycují komplexní chování kontinentů při jejich rozpínání spolu s konvektivními pohyby v podkladovém plášti.

Kráter Halema’uma’u
Dosud nebylo jasné, jak se roztavená hornina nesoucí diamanty dostala z hlubin Země na povrch.

Domino efekt

Návrh zní, že domino efekt může vysvětlit, jak rozpad kontinentů nakonec vede ke vzniku kimberlitového magmatu. Během riftingu je malá oblast kontinentálního kořene, oblasti tlustých hornin nacházejících se pod některými kontinenty, narušena a propadá se do podložního pláště.

Dochází zde k propadání chladnějšího materiálu a vyzdvihování horkého pláště, což způsobuje proces nazývaný konvekce řízená okraji. Naše modely ukazují, že tato konvekce spouští řetězec podobných proudění, která migrují pod blízký kontinent.

Naše modely ukazují, že při pohybu podél kontinentálního kořene tyto rušivé toky odstraňují z podloží kontinentální desky značné množství hornin o tloušťce desítek kilometrů.

Různé další výsledky našich počítačových modelů pak postupně ukazují, že tento proces může ve správném množství spojit potřebné složky, které spustí právě takové tání, aby vznikly kimberlity bohaté na plyn. Jakmile se vytvoří a díky velkému vztlaku, který zajišťuje oxid uhličitý a voda, může magma rychle stoupat k povrchu a nést svůj drahocenný náklad.

V Řecku objevili obří magmatickou komoru rostoucí pod aktivní podmořskou sopkou. Bouchne?

21. 1. 2023 Iveta Mauci 2 min read 429 Zobrazení hrozící, magma, Řecko, sopka, výbuch

Nové TOP 10 Zajímavosti

Základní fotografie ukazuje erupci sopky.

Byla objevena obří magmatická komora rostoucí pod aktivní podmořskou sopkou v Řecku. Vědci, kteří publikovali studii o komoře v Geochemistry, Geophysics a Geosystems Americké geofyzikální unie, zjistili, že magmatická komora pod Kolumbem zvyšuje šance na budoucí erupci. Věří, že by to mohlo v příštích 150 letech dosáhnout kritického bodu a představovat „vážnou hrozbu„.

Kolumbo naposledy vybuchlo v roce 1650 n. l. Během této erupce exploze prorazila mořskou hladinu a zabila 70 lidí. Tato erupce nastala poté, co zásobníky magmatu pod sopkou nadále rostly a hromadily se ve velkém měřítku.

Vědci se domnívají, že tato dříve neobjevená magmatická komora roste průměrným tempem zhruba 4 miliony metrů krychlových ročně od poslední erupce podmořské sopky. Množství taveniny je nyní 1,4 kubických kilometrů, uvedla studie.

Hidden magma chamber under Greek volcano reaching critical point, 'poses serious threat' | @Newsweek https://t.co/lqr1bNitwd
— T May (@t__m_a_y) January 17, 2023

Nyní dosahuje podobného objemu, který způsobil erupci v roce 1650, což znamená, že další velká může být za rohem, protože její rychlost růstu působí proti jejím chladicím a krystalizačním procesům.

Přestože vědci nejsou schopni předpovědět přesný čas další erupce Kolumba, nyní požadují lepší monitorovací zařízení v blízkosti sopky.

Magmatická komora byla objevena pomocí technologie plné inverze tvaru vlny, která zaznamenává pohyby země a analyzuje rychlosti vln v blízkosti sopek. Magma komory lze detekovat sníženou rychlostí seismických vln pohybujících se pod mořským dnem, uvedla studie.

Michele Paulatto, vulkanolog z Imperial College v Londýně ve Velké Británii a druhý autor studie, v tiskové zprávě uvedl: „Inverze plné vlny je podobná lékařskému ultrazvuku. Používá zvukové vlny k vytvoření obrazu podzemní struktury sopky.“

Studie, před níž nebyly k dispozici podrobné údaje, pomáhá vědcům informovat o podmořských sopkách v regionu.

Kolumbo by potenciálně mohlo způsobit vysoce explozivní erupci. Vědci to přirovnávají k nedávné erupci Hunga Tonga, která naposledy vybuchla v lednu 2022 a způsobila vlny tsunami vysoké až 66 stop.

Vědci uvádějí, že erupce Kolumba by mohla být destruktivnější než nedávná erupce Tongy kvůli její těsné blízkosti ostrova Santorini, což je známá turistická destinace. Populární horké body na ostrově jsou jen 4 míle od sopky.

Vzhledem k tomu, že sopka je také v mělké oblasti moře, leží 490 metrů pod hladinou oceánu, mohlo by to způsobit explozi ještě větší.

Podvodní sopky, jako je tato, mají potenciál způsobit ničivé vlny tsunami a také chrlit popel.

Ačkoli se nezdá, že by exploze bezprostředně hrozila, výsledky studie vědcům ukazují, že oblast potřebuje zvýšené monitorování.

„Potřebujeme lepší data o tom, co se vlastně pod těmito vulkány nachází,“ uvedl v tiskové zprávě Kajetan Chrapkiewicz, geofyzik z Imperial College London a hlavní autor studie. „Nepřetržité monitorovací systémy by nám umožnily lépe odhadnout, kdy by k erupci mohlo dojít. S těmito systémy bychom pravděpodobně věděli o erupci několik dní předtím, než k ní dojde, a lidé by se mohli evakuovat a zůstat v bezpečí.“