Vulkanológ: Výbuch supervulkánu Yellowstone by predstavoval koniec sveta, ako ho poznáme
K poslednej supererupcii došlo na Zemi pred 26 500 rokmi, keď vybuchol supervulkán Taupo na Novom Zélande. Vulkanológ Ladislav Šimon hovorí, že nemusí vybuchnúť supervulkán, aby mala sopečná erupcia veľký vplyv na globálnu klímu.
Ak by vybuchol supervulkán Yellowstone, bol by to koniec sveta, ako ho poznáme, vraví pre Denník N geológ, vulkanológ a predseda Slovenskej geologickej spoločnosti Ladislav Šimon. „Hoci časť ľudstva by možno prežila. Planéta Zem by ako celok prežila určite,“ dodal slovenský odborník.
Na svete je okolo 20 supervulkánov, z nich ten v Yellowstone je asi najväčší, vraví pre Denník N vedec Brian Wilcox z Laboratória prúdového pohonu NASA. S kolegami nedávno vydal článok o tom, ako prípadnej explózii supervulkánu Yellowstone predísť.
Supervulkán
Vulkán je jednoduchá vulkanická stavba. „Stratovulkán je zložitá vulkanická stavba. Láva sa mnohonásobne prevrství so sopečnými uloženinami a vytvorí vrstevnatú sopku. O stratovulkán ide dovtedy, kým neprejde takzvaným kalderovým vývojom. Spočíva v tom, že sa vrchol stratovulkánu prepadne do svojho stredu, kde zaplní vyprázdnený magmatický krb, pričom sa v tomto priestore centrálnej vulkanickej zóny vytvorí kaldera (kotol),“ povedal o rozdieloch medzi vulkánom a stratovulkánom geológ a vulkanológ Šimon.
Odborne je supervulkán Yellowstone zložitou koncentrickou kalderou. Expert na sopky Šimon hovorí, ako sa zrodil výraz supervulkán: „Redaktori BBC prišli v roku 2000 s geniálnym marketingovým ťahom a nazvali stratovulkán s kalderovým vývojom s vulkanickým explozívnym indexom 8 (VEI) – keď sopka vyprodukuje viac ako tisíc km3 vulkanického materiálu – jedným slovom supervulkán. Termín sa ujal.“
Erupcie Yellowstonu
Wilcox z NASA nám povedal, že hrozbu, ktorú predstavuje supervulkán Yellowstone, považuje za oveľa väčšiu ako hrozbu plynúcu zo zrážky s asteroidom.
„Je zrejmé, že vplyv dopadu veľkého asteroidu môže byť väčší ako najväčšia erupcia supervulkánu, no pravdepodobnosť globálnej ‚sopečnej zimy‘, ktorá by spôsobila hladomor, je oveľa väčšia ako pravdepodobnosť rovnako závažnej zimy, ktorú by spôsobil asteroid,“ hovorí vedec z NASA.
Podľa geológa a vulkanológa Šimona je však pravdepodobnosť, že by Yellowstone vybuchol silou, aby vychrlil viac ako tisíc km3 vulkanického materiálu a na vulkanickom explozívnom indexe dosiahol osmičku (VEI 8), „veľmi nízka, možno takmer žiadna“.
„Ak by prišlo k erupcii, tak s menšou intenzitou ako VEI 8. Pravdepodobne by sila explózie bola v rozmedzí VEI 2 až VEI 5 (viac ako 1 km3, pozn. red.), možno maximálne VEI 6 (viac ako 10 km3, pozn. red.),“ dodal expert.
Šimon však hovorí, že supervulkán Yellowstone vybuchol s maximálnou silou VEI 8 v minulosti niekoľkokrát. „Prvýkrát to bolo pred šiestimi miliónmi rokov, pričom explózia so silou VEI 8 vyvrhla 1 500 km3 sopečného materiálu. Pred 4,5 milióna rokov vyvrhla explózia so silou VEI 8 1 800 km3 sopečného materiálu. Úplne najviac sopečného materiálu – až 2 500 km3 – vychrlila explózia pred 2,1 milióna rokov,“ povedal o najväčších erupciách v Yellowstone slovenský geológ.
Doplnil, že posledná významná erupcia so silou VEI 4 (viac ako 0,1 km3) bola v Yellowstone pred 70-tisíc rokmi. K erupciám dochádza vždy na inom mieste kvôli migrujúcej horúcej škvrne (z angl. hotspot) pod Yellowstone, ktorá sa pohybuje smerom na severovýchod.
Vŕtanie desať kilometrov pod supervulkán
Wilcox z NASA a jeho kolegovia si myslia, že účinný spôsob, ako zabrániť supervulkánu Yellowstone vybuchnúť, spočíva v tom, že z neho odvedieme teplo. Odborníci navrhujú, aby sme vŕtali desať kilometrov pod supervulkán a pod vysokým tlakom napumpovali do vrtov vodu.
Cirkulujúca voda, ktorá by sa ohriala na teplotu presahujúcu 300 stupňov, by sa následne vyčerpala. Takýmto spôsobom by sme zo supervulkánu odobrali nadmerné teplo, takže by nevybuchol.
Wilcox z NASA pre Denník N povedal, že zatiaľ neexistuje žiaden plán na realizáciu projektu. „Ide len o počiatočnú štúdiu. V ideálnom prípade sa zainteresované strany, vedci a inžinieri spoja a budú debatovať o tom, čo robiť ďalej, aby sme zabránili ďalšej nevyhnutnej erupcii supervulkánu, ku ktorej dochádza každých zhruba 100-tisíc rokov.“
Vulkanológ Šimon dodal, že keď sa hovorí o vŕtaní do supervulkánu, nemá sa na mysli, že by sa vŕtalo priamo doň, ale v bezpečnej vzdialenosti. „Keď vulkanológovia robili geofyzikálne vedecké pokusy na supervulkáne, niektoré geofyzikálne práce museli robiť v bezpečnej vzdialenosti až sto kilometrov, aby nespôsobili doslova megakatastrofickú explóziu na Zemi.“
Vŕtanie na báze elektrickej plazmy
Navrhnuté vŕtanie by postupovalo rýchlosťou jedného metra za rok, takže realizácia celej stavby by zabrala tisícky rokov. Jej cena sa odhaduje na 3,5 miliardy dolárov, píše BBC Future. Získaná energia zo supervulkánu Yellowstone by sa využila na výrobu elektrickej energie v geotermálnej elektrárni.
Šéf technologickej firmy GA Drilling Igor Kočiš vysvetľuje, prečo je vŕtanie do veľkých hĺbok také náročné: „Dnešné technológie sú prevažne stavané na vrty do hĺbok maximálne do troch až piatich kilometrov. So stúpajúcou hĺbkou sa zvyšuje teplota aj tlak, a teda aj opotrebovanie materiálu. Pri veľmi hlbokých vrtoch sa značná časť času netrávi samotným vŕtaním, ale obsluhou a výmenou vrtných zariadení.“
Vŕtanie nad 5 kilometrov – závisí od geologického podložia – je nesmierne drahé, vraví šéf technologickej firmy. „S každým ďalším kilometrom rastie cena exponenciálne. Každý ďalší kilometer stojí viac ako všetky predtým navŕtané. Hlboké vrty sú preto nesmierne drahé a ekonomicky nerealizovateľné.“
V spoločnosti vyvíjajú technológiu, o ktorej si myslia, že by sa v Yellowstone dala použiť a vŕtanie by značne zlacnila a urýchlila na roky. Zariadenie zatiaľ testujú a v konečnej podobe by ho pre hĺbkové vrty chceli ponúknuť do niekoľkých rokov.
„Vŕtanie na báze elektrickej plazmy znamená,“ hovorí o technológii, ktorú Kočiš a jeho kolegovia vyvíjajú, „že na konci vrtáka nie je klasický mechanický vrták, ale plazmový vrták. Predstaviť si ho môžeme ako veľmi horúci štít, ktorý má teplotu 5-tisíc stupňov a viac. Keď sa priblíži k nejakému materiálu, roztaví ho a rozbije či inak dezintegruje na drobné čiastočky až prach.“
Kočiš z GA Drilling hovorí, že na Zemi je iba veľmi málo miest, kde by sme vedeli ťažiť dnešnými technológiami geotermálnu energiu v objeme, aby sme dosahovali výkony podobné nukleárnym elektrárňam. „Ide len o tri percentá zemského povrchu. Sú výnimočné tým, že sú priamo na tektonických zlomoch alebo v blízkosti sopiek, a tak sú dostatočne horúce aj v relatívne malej hĺbke.“
Inde treba vŕtať veľmi hlboko. „Ak chceme dosiahnuť vyššiu efektivitu, je potrebné dosiahnuť dvesto stupňov a viac. Každý kilometer hĺbky má svoj teplotný gradient, čiže nárast teploty na 1 kilometer. Na Slovensku je to 25 až 40 stupňov. Vďaka tomu si vieme ľahko vypočítať, ako hlboko treba vŕtať, aby sme dosiahli teploty vhodné na výrobu elektrickej energie. Ale lacné a rýchle hĺbkové vŕtanie ako bežná technológia v súčasnosti chýba. Konvenčnou metódou je navrhované riešenie vŕtať v supervulkáne Yellowstone prakticky nerealizovateľné.“
Posledná supererupcia pred 26 500 rokmi
Yellowstone nie je jediný supervulkán, ktorý predstavuje pre ľudstvo nebezpečenstvo. „Supervulkán Toba v Indonézii vybuchol pred 72-tisíc rokmi a vyvrhol až 2800 km3 lávy (VEI 8). Celú Zem pokryl vrstvou popola. Výbuch spôsobil zmenu klímy na Zemi, pričom teplota sa znížila až o 3,5 stupňov Celzia. Podľa historikov prežilo na Zemi len 15-tisíc ľudí,“ vraví geológ a vulkanológ Šimon.
Odborník dodal, že k poslednej supererupcii došlo pred 26 500 rokmi, keď vybuchol supervulkán Taupo na Novom Zélande. „Treba poznamenať, že nemusí vybuchnúť supervulkán, aby mala sopečná erupcia veľký vplyv na globálnu klímu. Aj slabšie výbuchy o VEI 4 až VEI 6 môžu vyžarovať aerosóly síry, ktoré odrážajú slnečné svetlo späť do atmosféry, čo vedie k ochladeniu podnebia. Tieto častice majú krátku životnosť v atmosfére, takže účinok je len dočasný, ale stále môže byť dramatický.
Keď v roku 1991 vybuchla sopka Pinatubo, ochladila Zem na niekoľko rokov asi o 1 stupeň. Sopka Tambora v roku 1815 ochladila planétu regionálne o 5 až 10 stupňov Celzia, globálne o 1 až 2 stupne a dosť poškodila úrodu po celom svete. V niektorých častiach sveta vznikli hladomory,“ vraví Šimon.
Rok bez leta
K úplne najhlasnejšiemu výbuchu sopky došlo v roku 1883, keď vybuchol vulkán Krakatoa v Indonézii. „Pri erupcii došlo k zrúteniu magmatického krbu – zásobáreň magmy, teda miesto pod sopkou, kde je magma a môže byť hlboké až niekoľko desiatok kilometrov. Po tomto zrútení sa do ‚voľných priestorov‘ nahrnula morská voda a táto masívna premena na paru spôsobila najhlasnejšiu a najničivejšiu explóziu.“
Cunami a erupcia vulkánu spôsobili smrť viac ako 36-tisíc ľudí. 165 miest a dedín bolo zničených a ďalšie desiatky boli vážne poškodené. Ročná teplota na Zemi klesla o 1,2 stupňa až do roku 1888.
Výbuch sopky Tambora v Indonézii 10. apríla 1815 bolo počuť do vzdialenosti 2800 kilometrov. „Explózia v jednej sekunde doslova odstrelila vrchol s hrúbkou 1345 m. Explózia Tambory uvoľnila energiu zodpovedajúcu asi 170-tisíc atómovým bombám, ktoré zhodili na Hirošimu,“ povedal o sile výbuchu Tambory predseda Slovenskej geologickej spoločnosti Šimon.
Rok 1816 sa v Európe a Severnej Amerike označuje aj ako rok bez leta. „Rieka Temža v Londýne zamrzla. Paríž postihli obrovské záplavy. V Bologni bola masová hystéria kvôli aerosólovému závoju na oblohe. V júni 1816 v Anglicku a v Nemecku snežilo a v auguste úrodu zničil mráz. Bol hladomor. V lete v roku 1816 extrémne zamrzol Severný ľadový oceán a mnohé lode stroskotali,“ hovorí vulkanológ Šimon o katastrofálnych podmienkach, ktoré nastali po výbuchu Tambory.
Sociálna politika a bicykel
Podľa Šimona prispel výbuch supervulkánu Tambora aj k vzniku velocipédu. „V roku 1816 zvieratá masovo hynuli od hladu alebo ich narýchlo zabíjali na jedlo. Kone prakticky zmizli. Vznikla potreba minimalistického dopravného prostriedku na dvoch kolesách. Lesník a vynálezca Karl Drais sa samohybom zaoberal už predtým a v roku 1817 zverejnil ‚samohyb‘, ktorý označil výrazom ‚velocipéd‘.“
Po výbuchu supervulkánu sa šírili choroby. „Mestá New York, Londýn, Hamburg a iné si preto vybudovali kanalizačnú sieť,“ vraví Šimon.
„Ako reakciu na katastrofálnu situáciu vybudoval pruský kráľ Viliam I. z rodu Hohenzollernovcov základy systému sociálnej politiky. Na jar 1817 nechal zriadiť vývarovne pre chudobných, špitály a poľnohospodárske záložne, prišiel s programom vytvárania pracovných miest a pri ministerstve vnútra zriadil komisiu pre chudobných,“ povedal vulkanológ Šimon o dôsledkoch výbuchu vzdialenej sopky na politiku v Európe.
Keď sa známeho súčasného vulkanológa Billa McGuira pýtali, či ešte niekedy nastane explózia sopky podobná Tambore, odborník odpovedal: „Otázka nie je či, ale kedy to vybuchne“.
Slovenský geológ a vulkanológ Šimon k tomu dodal: „Moja otázka znie: ‚Ak to príde, budeme v dnešnom modernom, digitálnom svete schopní čeliť situácii tak ako Viliam I. Hohenzollern?‘“
Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na [email protected].
