vulkány | Svět2000

Lesklá planeta pokrytá oceánem lávy má atmosféru a zářící oblaka

28. 10. 2026 Iveta Mauci, šéfredaktorka 0 komentářů 8 min read 31 Zobrazení atmosféra, extrémní teploty, mraky, objevy, pekelná planeta, roztavené horniny, TOI-561 b, účinný reflexní štít, vesmír, vulkány

Nové Vesmír Vesmírné objevy

I když není místem, kde bychom očekávali život podobný tomu pozemskému, měla být příliš horká na to, aby si udržela atmosféru. Jenže TOI-561 b astronomy překvapila.

Pozorování vesmírným teleskopem Jamese Webba naznačují, že její povrch chrání před hvězdným žárem zářivá oblaka minerálů, která fungují jako obří slunečník. Jak je možné, že tento extrémní svět neztratil svou atmosféru už před miliardami let?

Představte si svět, na jehož povrchu se místo oceánů vody rozlévá moře roztavené horniny. Planetu, která obíhá tak blízko své hvězdy, že by podle dosavadních představ měla být prakticky obnaženou koulí žhavé horniny bez atmosféry. Právě taková je exoplaneta TOI-561 b. Jenže nejnovější pozorování ukazují, že skutečnost může být mnohem složitější, než astronomové předpokládali.

Mezinárodní vědecký tým využil vesmírný teleskop Jamese Webba (JWST) a sledoval tuto vzdálenou planetu po dobu 37 hodin. Výsledky, publikované v odborném časopise The Astronomical Journal, naznačují, že TOI-561 b obklopuje rozsáhlá atmosféra a že její povrch může před částí intenzivního hvězdného záření chránit vrstva světlých minerálních oblaků.

Objev zpochybňuje dosavadní představy o tom, jak se planety vyvýjejí v extrémních podmínkách a jak dlouho si dokážou udržet atmosféru.

Svět, kde horniny přecházejí v oceán magmatu

TOI-561 b se nachází přibližně 280 světelných let od Země. Patří mezi kamenné exoplanety, které obíhají mimořádně blízko svých mateřských hvězd. Její prostředí je proto zcela odlišné od podmínek na naší planetě.

Intenzivní záření hvězdy by mělo povrch zahřívat na extrémní teploty a současně postupně odnášet plyny z okolí planety. Astronomové proto dlouho předpokládali, že takový svět nemůže po miliardy let udržet významnější atmosféru.

Jenže první pozorování odhalila záhadu: denní strana planety byla chladnější, než by odpovídalo představě tmavé, holé horniny vystavené tak silnému záření.

Kam se tedy ztrácí očekávané teplo?

Vědci zvažovali dvě hlavní možnosti. Teplo se mohlo přenášet z osvětlené strany na stranu noční, která hvězdu nikdy přímo nevidí. Anebo se značná část záření odrážela zpět do vesmíru ještě předtím, než ji povrch planety stačil pohltit.

Pozorování celého oběhu kolem hvězdy pomohlo tuto záhadu rozplést.

Minerální oblaka jako slunečník nad oceánem lávy

Výsledky ukázaly, že noční strana planety není dostatečně teplá na to, aby vysvětlila celý rozdíl. TOI-561 b proto podle odhadů odráží přibližně tři čtvrtiny dopadajícího hvězdného světla. Tak vysoká odrazivost je srovnatelná s Venuší, která je díky svým hustým oblakům mimořádně jasná.

Co by ale mohlo vytvářet tak účinný reflexní štít na světě, kde se taví horniny?

Jedním z nejzajímavějších vysvětlení jsou oblaka tvořená drobnými částicemi křemičitanových minerálů. Počítačové modely klimatu planety naznačují, že by se v její atmosféře mohly vyskytovat látky, jako je oxid křemičitý a křemičitan hořečnatý.

Tyto minerály by mohly vytvářet světlou oblačnou vrstvu, která odráží významnou část záření zpět do vesmíru. Fungovala by tak trochu jako slunečník: omezovala by množství energie, jež se dostane až na povrch.

Je však důležité rozlišovat mezi tím, co astronomové skutečně naměřili, a tím, co zatím vyplývá z modelů. Teleskop zaznamenal změny jasnosti a tepelného záření planety. Konkrétní složení oblaků zůstává hypotézou, která bude vyžadovat další ověření.

Atmosféra, která měla dávno zmizet

Samotná existence atmosféry je možná ještě větším překvapením než odrazivá oblaka.

„Očekávali bychom, že silně ozářená kamenná planeta, jako je TOI-561 b, svou atmosféru ztratila už před miliardami let,“ upozorňuje Anjali Pietteová z Birminghamské univerzity, která se na výzkumu podílela. Důkazy však podle ní naznačují, že planeta má významnou atmosféru i dnes.

Jak se jí podařilo přežít?

Jednou z možností je, že planeta vznikla s neobvykle velkou zásobou plynů. Ty by jí mohly pomáhat vzdorovat dlouhodobému působení hvězdného záření.

Další scénář je ještě dramatičtější. TOI-561 b by mohla mít podstatný zdroj plynů přímo ve svém nitru. Pokud její povrch pokrývá rozsáhlý oceán magmatu, mohou se z roztavené horniny průběžně uvolňovat plyny, které atmosféru doplňují.

Planeta by tak fungovala jako obrovská sopečná soustava. Atmosféra by se postupně ztrácela do okolního prostoru, ale její zásoby by se současně obnovovaly z nitra planety.

Tento mechanismus by mohl vysvětlit, jak si extrémně horký svět dokáže udržet plynný obal po velmi dlouhou dobu.

Peklo podobné Venuši, nebo sopečný měsíc Io?

Vědci zatím nevědí, z čeho se atmosféra TOI-561 b přesně skládá. Ve hře jsou různé scénáře, které by mohly vést k velmi odlišné představě o fungování této planety.

První možností je hustá atmosféra bohatá na oxid uhličitý, připomínající ještě extrémnější verzi Venuše. Takový plynný obal by ovlivňoval způsob, jakým planeta přijímá, zadržuje a rozděluje teplo.

Druhou možností je atmosféra bohatá na oxid siřičitý, plyn známý mimo jiné z prostředí Jupiterova sopečně aktivního měsíce Io. V takovém případě by mohl hrát zásadní roli vulkanismus a neustálé uvolňování plynů z roztaveného nitra.

Rozdíl mezi těmito scénáři není jen chemickou zajímavostí. Pomohl by vědcům pochopit, jak se atmosféry kamenných planet vytvářejí, jak se mění a za jakých podmínek mohou přetrvat navzdory extrémnímu záření.

Jak Webb odhalil skrytý svět

Klíčem k objevu nebyl jediný snímek planety, ale sledování toho, jak se mění její jasnost a tepelné záření během oběhu kolem hvězdy.

Tato metoda se označuje jako fázová křivka. Astronomové při ní zaznamenávají změny světla, které přichází z planety v různých fázích jejího oběhu. Díky tomu mohou odhadovat, jak se na planetě rozkládá teplo a jak velká část hvězdného záření se odráží.

Tým pod vedením Lisy Dangové z kanadské University of Waterloo sledoval TOI-561 b po dobu 37 hodin, během nichž planeta absolvovala téměř čtyři oběhy kolem své hvězdy.

Pozorování tak umožnila získat informace nejen o osvětlené straně, ale také o straně noční. Právě kombinace těchto údajů ukázala, že samotný přenos tepla mezi oběma polokoulemi nedokáže vysvětlit všechna naměřená data.

Ve spojení s klimatickými modely tak vznikl přesvědčivý obraz planety, která odráží velké množství světla a současně přenáší část tepla kolem svého povrchu. Obojí podporuje představu, že TOI-561 b má významnou atmosféru.

Nové výsledky navazují na dřívější výzkum stejného týmu, který již přinesl důkazy svědčící o atmosféře této roztavené kamenné planety.

Co nám lávový svět prozradí o jiných planetách?

TOI-561 b není místem, kde bychom očekávali život podobný tomu pozemskému. Extrémní teploty, roztavený povrch a neznámé složení atmosféry z ní činí mimořádně nehostinný svět.

Její význam pro astronomii však může být zásadní. Ukazuje totiž, že ani velmi blízká oběžná dráha kolem hvězdy nemusí automaticky znamenat, že kamenná planeta zůstane bez atmosféry. Její osud může záviset na zásobách plynů, geologické aktivitě i vlastnostech oblačné vrstvy.

To má důsledky také pro výzkum vzdálenějších světů. Pokud dokážou atmosféry přežívat i za tak extrémních podmínek, mohou astronomové potřebovat přesnější modely, aby správně interpretovali pozorování kamenných exoplanet a jejich vývoj.

Další odpovědi by mohla přinést nová pozorování teleskopem Jamese Webba na delších vlnových délkách. Ta by měla vědcům pomoci lépe určit chemické složení atmosféry a zjistit, zda se TOI-561 b podobá spíše Venuši, nebo světu formovanému intenzivním vulkanismem, jako je Jupiterův měsíc Io.

Planeta, která mění pravidla hry

Příběh TOI-561 b připomíná, že vesmír má stále připravená překvapení i pro ty nejvýkonnější přístroje, jaké kdy lidstvo postavilo.

Svět, který měl být obnaženou koulí žhavé horniny, možná obklopuje atmosféra s reflexními minerálními oblaky. Ty mohou část hvězdného žáru odrážet zpět do kosmu, zatímco plynný obal pomáhá přenášet teplo mezi denní a noční stranou.

Zatím jde o obraz sestavený z pozorování a počítačových modelů, nikoli o definitivně potvrzený popis všech procesů na planetě. Právě to ale činí tento objev tak zajímavým: astronomové mají před sebou svět, který se vymyká jejich původním očekáváním, a nyní musí zjistit proč.

TOI-561 b tak není jen vzdálenou planetou pokrytou lávou. Je také přirozenou laboratoří, která může pomoci odhalit, jak dlouho dokážou kamenné světy udržet atmosféru, i když se zdá, že by ji měly dávno ztratit.

Výsledky vycházejí z dřívějších důkazů profesorky Lisy Dangové, Dr. Anjali Pietteové a jejich spolupracovníků, že TOI-561 b má hustou atmosféru, doplňovanou plyny uvolňovanými z jejího roztaveného nitra.

Zdroj: EurekAlert; Výzkum „A Highly Reflective Atmosphere on the Lava World TOI-561 b Revealed by JWST/NIRSpec Phase Curve“, publikovaný v časopise The Astronomical Journal. DOI: 10.3847/1538-3881/ae9763.

Sousedy stlačená planeta září roztavenou lávou. Extrémní podmínky skalnaté planety vědce překvapily

13. 5. 2024 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 0 komentářů 3 min read 494 Zobrazení exoplanety, vulkány

ESA NASA Nové TOP 10 Vesmír

Astrofyzik z UC Riverside, Stephen Kane, musel znovu zkontrolovat své výpočty. Nebyl si totiž jistý, že by planeta, kterou studoval, mohla být tak extrémní, jak se zdálo.

Kane, podle Eureka Alert, nikdy neočekával, že se dozví, že planeta v tomto vzdáleném hvězdném systému je pokryta tolika aktivními sopkami, které by při pohledu z dálky získaly ohnivý, zářící červený odstín. Svůj objev popsal v časopise The Astronomical Journal.

"Byl to jeden z těch objevných okamžiků, o kterých si řeknete, wow, to je úžasné, že to může skutečně existovat," řekl Kane.

Satelit NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), vypuštěný v roce 2018, který hledá exoplanety, tedy planety mimo naši sluneční soustavu, které obíhají kolem nejjasnějších hvězd na obloze, včetně těch, které by mohly podporovat život.

Kane studoval hvězdný systém s názvem HD 104067, který se nachází asi 66 světelných let od našeho Slunce, o kterém bylo již známo, že ukrývá obří planetu. Satelit TESS právě objevil signály pro novou kamennou planetu nacházející se v tomto systému. Při shromažďování dat o této planetě nečekaně našel ještě jednu, čímž se celkový počet známých planet v systému zvýšil na tři.

Nově objevená planeta je kamenná, stejně jako Země, ale je o 30 % větší. Na rozdíl od Země má však více společného s Io, nejvnitřnějším skalnatým měsícem Jupiteru a vulkanicky nejaktivnějším tělesem v naší sluneční soustavě.

„Toto je pozemská planeta, kterou bych popsal jako Io na steroidech,“ řekl Kane. „Byla nucena dostat se do situace, kdy neustále exploduje. Planeta je pokrytá sopkami. Na optických vlnových délkách byste byli schopni vidět zářící, do ruda rozžhavenou planetu s povrchem roztavené lávy.“

Kane vypočítal, že povrchová teplota nové planety TOI-6713.01, bude 2600 stupňů Kelvina, což je vyšší teplota než u některých hvězd.

Gravitační síly jsou zodpovědné za sopečnou aktivitu jak na Io, tak na této planetě. Io je velmi blízko Jupiteru. Kane vysvětlil, že další Jupiterovy měsíce nutí Io, aby obíhala eliptickou nebo „excentrickou“ oběžnou dráhu kolem planety, která sama o sobě má velmi silnou gravitační sílu.

„Kdyby tam ostatní měsíce nebyly, Io by byl na kruhové oběžné dráze kolem planety a na povrchu by byl klid.“ Místo toho gravitace Jupiteru stlačuje Io natolik, že neustále vybuchuje ve vzniklých sopkách,“ řekl Kane.

Podobně jsou v systému HD 104067 dvě planety, které jsou dále od hvězdy než tato nová planeta. Tyto vnější planety také nutí vnitřní kamennou planetu, aby se pohybovala na excentrické dráze kolem hvězdy, která ji stlačuje, když obíhá a rotuje.

Kane tento scénář přirovnává k raketbalu, kde malý gumový míček více skáče a zahřívá se, protože je neustále odpalován. Tento efekt se nazývá přílivová energie, termín používaný při odkazování na gravitační účinek jednoho tělesa na jiné těleso. Na Zemi jsou přílivy většinou výsledkem měsíční gravitace, která táhne naše oceány.

Nejprve by Kane a jeho kolegové rádi změřili hmotnost planoucí planety a zjistili její hustotu. To by jim řeklo, kolik materiálu je k dispozici k výtrysku ze sopek.

Kane řekl, že slapové účinky na planety nebyly historicky velkým středobodem výzkumu exoplanet. Možná se to s tímto objevem změní.

„To nás hodně učí o extrémech toho, kolik energie lze napumpovat do pozemské planety a o následných důsledcích,“ řekl Kane. „I když víme, že hvězdy přispívají k teplu planety, velká většina energie je zde přílivová a to nelze ignorovat.“

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v časopise The Astronomical Journal pod značkou DOI10.3847/1538-3881/ad3820.

Podle nové studie se Měsíc doslova obrátil naruby

8. 4. 2024 Iveta Mauci, šéfredaktorka 7 min read 545 Zobrazení gravitační anomálie, Měsíc, měsíční kůra, prohnutý ěsíc, vulkány, vznik, záhasy

TOP 10 Vesmír Zajímavosti

tři měsíční tváře — Blízká strana Měsíce se svými tmavými oblastmi, neboli „kobyla“, pokrytá vulkanickými proudy bohatými na titan (uprostřed) tvoří Měsíc dobře známý z pohledu ze Země (vlevo). Oblast klisny je obklopena polygonálním vzorem lineárních gravitačních anomálií (modrá na obrázku vpravo), které jsou interpretovány jako zbytky hustého materiálu, který se ponořil do nitra. Jejich přítomnost poskytuje první fyzický důkaz o povaze převrácení globálního pláště před více než 4 miliardami let.

Většina známých faktů o původu Měsíce pochází z analýz vzorků hornin shromážděných astronauty Apolla, získaných před více než 50 lety. Vzorky čedičových lávových hornin vykazovaly překvapivě vysoké koncentrace titanu. Pozdější satelitní pozorování zjistily, že tyto vulkanické horniny bohaté na titan se primárně nacházejí na přilehlé straně Měsíce, ale jak a proč se tam dostaly, zůstalo záhadou…, teda až dosud.

Stejně jako je tomu u Země, se předpokládá, že i Měsíc má jádro, plášť a kůru, ale s tím rozdílem, že měsíční plášť už dávno ztuhnul. Geologie Měsíce je jednodušší než pozemská, ale je mnohem obtížnější ji studovat, když k němu nemáme přístup, a tak nám stále zůstávají k zodpovězení zásadní otázky ohledně procesu, kterým se formovaly měsíční horniny.

Ukazuje se, že asi před 4,5 miliardami let malá planeta narazila na mladou Zemi a roztavenou horninu vymrštila zpátky do vesmíru. Trosky skály se spojily, ochladily, ztuhly a vytvořily Měsíc, jak ho známe dnes. Na tomto scénáři o vzniku Měsíce se kupodivu shodla velká část vědců. Ale podrobnosti o tom, jak přesně se to stalo, jsou podle výzkumníků z Lunární a planetární laboratoře z univerzity v Arizoně, kteří publikovali článek v Nature Geoscience, „spíše teorií pro dobrodružný román“.

Nové zjištění nabízí důležité poznatky o vývoji měsíčního nitra a potenciálně pro planety, jako je Země nebo Mars.

Protože se Měsíc formoval rychle a ve chvíli, když byl horký, byl pravděpodobně pokryt globálním magmatickým oceánem. Jak roztavená hornina postupně chladla a tuhla, vytvořila měsíční plášť a jasnou kůru, kterou vidíme, když se v noci podíváme na měsíc v úplňku. Ale hlouběji pod povrchem byl mladý měsíc divoce mimo rovnováhu. Modely naznačují, že poslední zbytky magmatického oceánu vykrystalizovaly do hustých minerálů včetně ilmenitu, minerálu obsahujícího titan a železo.

„Protože tyto těžké minerály jsou hustší než plášť pod nimi, vytváří to gravitační nestabilitu a dalo by se očekávat, že se tato vrstva ponoří hlouběji do nitra Měsíce,“ řekl Weigang Liang, který vedl výzkum v rámci své doktorandské práce na LPL. Během tisíciletí, která následovala, se tento hustý materiál nějakým způsobem pozvolna ponořil do nitra, smíchal se s pláštěm, roztavil se a vrátil se zpátky na povrch jako lávové proudy bohaté na titan, které dnes vidíme na povrchu.

SCHEMATICKÉ ZNÁZORNĚNÍ S MAPOU GRAVITAČNÍHO GRADIENTU (MODRÝ ŠESTIÚHELNÍKOVÝ VZOR) BLÍZKÉ STRANY MĚSÍCE A PRŮŘEZEM ZNÁZORŇUJÍCÍM DVĚ KUMULATIVNÍ SESTUPY S ILMENITEM Z PŘEVRÁCENÍ MĚSÍČNÍHO PLÁŠTĚ.

„Náš měsíc se doslova obrátil naruby,“ řekl spoluautor studie, docent LPL, Jeff Andrews-Hanna. „Ale existuje jen málo fyzických důkazů, které by objasnily přesný sled událostí během této kritické fáze lunární historie, a navíc existuje mnoho neshod v detailech toho, co se stalo, a to doslova.“

Ponořil se tento materiál při svém formování po troškách, nebo najednou po úplném ztuhnutí Měsíce?
Potopilo se globálně do nitra a pak se zvedlo na blízké straně, nebo migrovalo na blízkou stranu a pak se potopilo?
Potopila se do jedné velké kapky nebo do několika menších?

„Bez důkazů si můžete vybrat svůj vlastní oblíbený model. Každý model má hluboké důsledky pro geologický vývoj našeho Měsíce,“ řekl spoluautor Adrien Broquet z German Aerospace Center v Berlíně, který pracoval během svého postdoktorantského studia jako výzkumný pracovník ve společnosti LPL.

V předchozí studii publikované v Narure, kterou vedl Nan Zhang z Pekingské univerzity, který je také spoluautorem nejnovějšího článku, modely předpovídaly, že hustá vrstva materiálu bohatého na titan pod kůrou nejprve migrovala na přilehlou stranu Měsíce, proces byl pravděpodobně spuštěn obřím nárazem na odvrácené straně, a poté se ponořila do nitra v síti listovitých desek, kaskádovitě padajících do měsíčního nitra téměř jako vodopády. Ale když se tento materiál potopil, zanechal za sebou malý zbytek v geometrickém vzoru protínajících se lineárních těles z hustého materiálu bohatého na titan pod kůrou.

„Když jsme viděli ty modelové předpovědi, bylo to, jako by se rozsvítila žárovka,“ řekl Andrews-Hanna, „protože přesně stejný vzorec vidíme, když se podíváme na jemné variace v gravitačním poli měsíce, odhalující síť hustého materiálu číhajícího pod v kůře pod námi.“

V nové studii autoři porovnávali simulace potápějící se vrstvy bohaté na ilmenit se sadou lineárních gravitačních anomálií detekovaných misí NASA GRAIL, jejíž dvě kosmické lodě obíhaly kolem Měsíce v letech 2011 až 2012 a měřily drobné odchylky v jeho gravitační síle. Tyto lineární anomálie obklopují rozsáhlou temnou oblast blízké strany Měsíce pokrytou sopečnými toky známými jako klisna (latinsky „moře“).

Autoři zjistili, že gravitační znaky naměřené misí GRAIL jsou v souladu se simulacemi vrstvy ilmenitu a že gravitační pole lze použít k zmapování distribuce zbytků ilmenitu, které zůstaly po potopení většiny husté vrstvy.

„Naše analýzy ukazují, že modely a data vyprávějí jeden pozoruhodně konzistentní příběh,“ řekl Liang. „Ilmenitové materiály migrovaly na přilehlou stranu a zapadaly do nitra v kaskádách podobných listům, zanechávajíce za sebou stopu, která způsobuje anomálie v gravitačním poli měsíce, jak je vidí GRAIL.“

Pozorování týmu také omezují načasování této události: Lineární gravitační anomálie jsou přerušeny největšími a nejstaršími dopadovými pánvemi na blízké straně, a proto se musely vytvořit dříve. Na základě těchto průřezových vztahů autoři předpokládají, že vrstva bohatá na ilmenit se potopila před 4,22 miliardami let, což je v souladu s tím, že přispívá k pozdějšímu vulkanismu pozorovanému na měsíčním povrchu.

„Analýza těchto změn v gravitačním poli Měsíce nám umožnila nahlédnout pod povrch Měsíce a vidět, co leží pod ním,“ řekl Broquet, který spolupracoval s Liangem, aby ukázal, že anomálie v gravitačním poli Měsíce odpovídají tomu, co by se dalo očekávat pro zóny hustého materiálu bohatého na titan předpovídaný počítačovými modely simulujícími převrácení Měsíce.

Prohnutý měsíc

Detekce měsíčních gravitačních anomálií poskytuje důkazy pro potopení husté vrstvy v měsíčním nitru a umožňuje přesnější odhad, jak a kdy k této události došlo.

„Měsíc je v podstatě ve všech ohledech nakloněný,“ řekl Andrews-Hanna a vysvětlil, že blízká strana obrácená k Zemi, a zejména temná oblast známá jako oblast Oceanus Procellarum, je níže v nadmořské výšce, má tenčí kůru a je z velké části pokryta proudící lávou a má vysoké koncentrace typicky vzácných prvků, jako je titan a thorium. Odvrácená strana se v každém z těchto ohledů liší. Nějak se předpokládá, že převrácení měsíčního pláště souvisí s jedinečnou strukturou a historií blízkého regionu Procellarum. Ale detaily tohoto převrácení byly předmětem značné debaty mezi vědci.

„Naše práce spojuje body mezi geofyzikálními důkazy o vnitřní struktuře Měsíce a počítačovými modely jeho vývoje,“ dodal Liang.

„Poprvé máme fyzické důkazy, které nám ukazují, co se dělo v nitru Měsíce během této kritické fáze jeho vývoje, a to je opravdu vzrušující,“ řekl Andrews-Hanna. „Ukazuje se, že nejstarší historie Měsíce je zapsána pod povrchem a k odhalení tohoto příběhu bylo zapotřebí jen správné kombinace modelů a dat.“

„Zbytky rané měsíční evoluce jsou dnes přítomny pod kůrou, což je fascinující,“ řekl Broquet. „Budoucí mise, například seismickou sítí, by umožnily lepší zkoumání geometrie těchto struktur.“ Liang k tomu dodal: „Až astronauti Artemis nakonec přistanou na Měsíci, aby zahájili novou éru lidského průzkumu, budeme mít velmi odlišné chápání našeho Měsíce, než jsme měli tehdy, když na něj poprvé vstoupili astronauti Apolla.“

Tisková zpráva je publikována v časopise Eureka Alert s volným přístupem.

Planetu čeká největší sopečná erupce. Je na to lidstvo připraveno?

24. 10. 2022 Adam Walko 7 min read 562 Zobrazení Buenos Aires, DART, Dimorph, erupce, Eyjafjallajökull, Hunga-Tonga-Hunga-Haapai, láva, NASA, nebezpečí, Pinatubo, Poyahueu, sopky, Tonga, vulkány

Nové TOP 10 Vesmír Zajímavosti

Lidstvo utrácí každý rok stovky milionů dolarů na ochranu své planety před vnějšími hrozbami, jako jsou srážky s asteroidy a meteority. V říjnu 2022 se má asteroid Dimorph zřítit do Země, ale nestane se tak díky projektu NASA DART (Double Asteroid Redirection Test), který změnil trajektorii objektu. Této události bylo přiděleno více než 300 milionů dolarů. Avšak lidstvo, které si stanovilo za cíl chránit se před vesmírnými hrozbami, věnuje příliš málo pozornosti tomu, co se děje na Zemi. Podle výpočtů vědců je pravděpodobnost rozsáhlých sopečných erupcí stokrát vyšší než riziko srážky s jakýmikoli vesmírnými tělesy dohromady. Navíc klimatické důsledky těchto a dalších událostí jsou srovnatelné, ale úroveň přípravy na ně je velmi odlišná. „Lenta“ hovoří o vulkanickém nebezpečí, které lidé zatím nepovažují za dost vážně.

Neustálé ohrožení

Od začátku 21. století došlo po celém světě k více než 50 sopečným erupcím s indexem vulkanické výbušnosti (VEI) čtyři nebo vyšším, stejně jako k menším výbuchům, které měly za následek ztráty na životech, značné škody a zničení. Pravděpodobnost erupce o velikosti sedm nebo více v tomto století je jedna ku šesti.

V lednu 2022 došlo na Tonze k silné erupci sopky Hunga-Tonga-Hunga-Haapai, která trvala 11 hodin. Byl to největší výbuch magmatu od erupce Pinatubo na Filipínách v roce 1991 a nejsilnější, jaký kdy přístroje zaznamenaly. Popel padal přes stovky kilometrů a poškodil infrastrukturu a zemědělství. Navíc byly poškozeny podmořské kabely, což na několik dní narušilo komunikaci státu s okolním světem. V některých oblastech se vytvořila rázová vlna, která způsobila tsunami, která dosáhla břehů Japonska, Severní a Jižní Ameriky. Experti odhadli celkové škody na 18,5 procenta HDP Tongy. V případě delší erupce by byly následky pro celou planetu ještě katastrofálnější.

V červnu 2011 došlo k náhlému výbuchu chilské sopky Poyahueu v Andách. Ve výšce více než deseti kilometrů nepřetržitě vybuchovaly masy popela, které pokryly všechny blízké vesnice. Vlivem větru bylo zasaženo mnoho sídel východně od sopky a místní ekosystém. V hlavním městě Argentiny Buenos Aires byli nuceni pozastavit kety a některé zrušit. V řekách a jezerech stoupla teplota vody na 45 stupňů, což vedlo k úhynu téměř všech ryb.

Další známou sopečnou explozí posledních desetiletí byla erupce sopky Eyjafjallajökull na Islandu, na jaře roku 2010. Letecký provoz v celé severní Evropě byl přerušen a na letištích byly zrušeny tisíce letů. Výška sloupce popela dosáhla 13 kilometrů, a když se popel dostane do stratosféry (do výšky přes 11 kilometrů), může urazit značné vzdálenosti. Podle statistik Mezinárodní asociace leteckých dopravců přicházejí aerolinky ze zrušení letů minimálně o 200 milionů dolarů denně.

O 200 milionů dolarů přicházejí letecké společnosti denně u zrušení letů v důsledku sopečné erupce Eyjafjallajökull.

Na území Ruska je 200 sopek, 56 z nich je aktivních. Většinou se nacházejí na Kamčatce a na Kurilských ostrovech, ale existují i starověké sopky – na Kavkaze, v Krasnodarském území a na Bajkalu. Některé z nich naposledy vybuchly před naším letopočtem, ale jsou i takové, ve kterých jsou dnes magmatické procesy poměrně aktivní. Jedním z nich je dvoukuželový stratovulkán Elbrus. Nyní existují výzkumné geologické stanice, které zaznamenávají v hloubce 7 až 13 kilometrů tekuté magma v komorách. Na jižním svahu jsou fumarolová pole, z nichž na povrch unikají výtrysky sopečné páry a v údolí řeky Malky vyvěrají termální prameny. Na základě získaných údajů je Elbrus považován za potenciálně aktivní sopku. V případě jeho erupce začne masivní ledová pokrývka kromě ničivých účinků popela a magmatu tát a vytvářet vulkanogenní bahenní proudy, které ponesou zkázu na vzdálenost až 100 kilometrů.

Destruktivní účinek

V důsledku erupce vyrazí na povrch toky magmatu horké až tisíc stupňů Celsia. Vznikají z roztavených hornin. Tento proces se provádí v důsledku místního poklesu tlaku, nazývaného dekomprese, a ke kterému dochází v důsledku tektonických poruch. Vzhled magmatu je navíc ovlivněn fluidním režimem, tedy prouděním plynů, což prudce snižuje bod tání.

Vzhledem k tomu, že horniny jsou složeny z krystalů různých minerálů, dochází na jejich spojích k procesu tavení, po kterém se spojuje a postupuje ve směru klesajícího tlaku, nejčastěji nahoru. V důsledku zvýšení tlaku plynu dochází k erupcím, a když překročí sílu hornin, dojde k explozi, podobně jako při otevření láhve šampaňského. V případě, že rychlost růstu plynových bublin překročí rychlost jejich vzestupu v roztavených horninách, rozbijí magma a vytvoří popel, což jsou úlomky vulkanického skla.

Kromě zjevného fyzického dopadu erupcí v podobě magmatu, bahenních proudů a ničivé síly samotného výbuchu s sebou sopky nesou na první pohled neviditelné následky, které postihují nejen blízké osady, ale celou planetu. Při erupci jsou vyvrženy tuny suspendovaných částic, které se určitou silou výbuchu dostanou do troposféry a stratosféry a odtud jsou větry unášeny na velké vzdálenosti. To může přispět k absorpci části slunečního záření, což vede ke globálnímu ochlazování planety. Po erupci sopky Mount Pinatubo na Filipínách v roce 1991 bylo množství popela vyvrženo do výšky 24 kilometrů, což vedlo k průměrnému poklesu slunečního záření o 2,5 wattu na metr čtvereční, což ochladilo Zemi nejméně o 0,5- 0,7 stupně Celsia.

Všechny procesy na Zemi jsou synchronizovány a změny klimatu v oceánech a atmosféře mohou záviset na důsledcích erupce. Podle vědců by rozsáhlá exploze sopky mohla v příštím století způsobit o 60 procent větší ochlazení v tropech ve srovnání s moderními ukazateli. Četnost erupcí se také může zvýšit v důsledku změn v důsledku tání ledu, stoupajících srážek a hladiny moří.

Informace o ochlazování planety v důsledku výskytu suspendovaných částic v atmosféře se na první pohled mohou zdát pozitivní, protože klimatologové v posledních letech mluví pouze o globálním oteplování způsobeném činností lidské civilizace. Tento protipůsobící účinek však bude příliš ostrý a silný, což jen prohloubí dopad na klima a povede k nerovnoměrným teplotám a anomálním srážkám.

Erupce sopky Hunga-Tonga-Hunga-Haapai trvala 11 hodin. Jednalo se o největší výron magmatu od roku 1991.

Moderní světová ekonomika je propojená a katastrofa v jedné zemi může způsobit krizi v jiných, což se projevuje v průběhu válek i epidemií. Tyto problémy se dotknou oblastí dopravy, obchodu, energetiky, financí a zemědělství. Statistiky říkají, že ekonomické důsledky sopečné erupce o velkém rozsahu budou asi osm bilionů dolarů. Včasná příprava bude stát mnohem méně než odstranění náhlé přirozené destrukce.

Co je potřeba udělat?

V současné době jsou na naší planetě nerovnoměrně vyvinuté systémy monitorování sopek. Umožňují zaznamenat charakteristické parametry změn nějakou dobu před velkou erupcí. Přesnou předpověď je obtížné vytvořit, ale jak se exploze blíží, dochází ke geologickým procesům, podle kterých lze upřesnit jejich načasování. V místech častých erupcí – například na Islandu – je někdy možné provést předpověď s přesností až na hodinu, ale ve většině případů nemají vědci moc času upozornit lidi, kteří mohou být touto katastrofou postiženi. Navíc v případě spících sopek je ještě obtížnější pochopit přesný čas erupce, protože specialisté mohou mít o objektu příliš málo údajů.

27 procent erupcí byly zaznamenávány seismometrem od 50. let 20. století

Vulkanologové z Birminghamské a Cambridgeské univerzity navrhli své vlastní metody, jak zlepšit monitorování a předcházet následkům. Nejprve je nutné identifikovat regiony zvýšeného ohrožení, což bude vyžadovat nový interdisciplinární výzkum. V případě aktivace vulkanických procesů v některých oblastech – například v Malackém průlivu – mohou být obchodní cesty zablokovány.

Vědci odhadují, že pouze 27 procent erupcí od poloviny minulého století bylo sledováno seismometrem. Vylepšení stávající globální databáze magmatických emisí (včetně informací o seismicitě, odplynění, zemních deformacích) a aplikace umělé inteligence v této oblasti by umožnily vypracování podrobnějších předpovědí budoucích erupcí. Vědcům navíc chybí technické možnosti pro včasné objektivní posouzení. Po erupci sopky Tonga uplynulo 12 hodin, než byly snímky pořízeny sondou EU Sentinel-1A. Odborníci trvají na vypuštění speciální družice s infračervenými kamerami, ale zatím tato technologie nebyla univerzálně implementována.

Je také nutné vyvinout program varování veřejnosti a vytvořit nouzová centra po celém světě. Informovanost a předchozí školení umožnily evakuaci 20 000 lidí během erupcí v roce 2021. Posílení kritické infrastruktury a nové humanitární dohody mezi zeměmi pomohou snížit dopad v katastrofických oblastech a na obchodní sítě.

Odborníci se domnívají, že je nutné přijmout opatření k rozvoji přímého dopadu na vulkanické procesy. Technicky je průnik do magmatických komor již možný. Do roku 2024 plánují vulkanologové vyvrtat takovou komoru na Islandu, aby vytvořili observatoř magmatu pro testování senzorového vybavení pro přesnější předpovědi. Chtějí také provést výzkum, aby posoudili možnost manipulace s magmatem nebo horninami, aby se snížila výbušnost erupcí.

Zdroj: LENTA

Foto: Oliver Zier, Centrum pro astrofyziku | Harvard & Smithsonian/Tiskový zdroj EurekAlert
Takhle vypadal gigantický výbuch, který zrodil překrásné galaxie
Foto: Iveta Mauci/Vytvořeno pomocí OpenAI
Evropa v době ledové nebyla světem izolovaných skupin
185 let stará vlaková záhada má překvapivé rozuzlení
Foto: Gustavo Fring/Pexels
Zmizení zásilky i celého kamionu? Není problém. Tohle tomu ale zabrání
UFO/UAP připomínající osmicípou hvězdu se prohánělo na Blízkém východě v roce 2013
Foto: NASA/Jim Ross
X-59 létá pouhých 150 metrů nad ranvejí. Jak pokračují testy letounu NASA?