Jak shrnují geologové v nedávném čísle odborného časopisu Geosphere, o výbuších, při kterých sopky vychrlí něco mezi stem a tisícem kilometrů krychlových lávy, popela a toxických plynů, toho víme méně, než by bylo zdrávo. Není se čemu divit. Zatímco k výbuchům nižší a střední kategorie dochází každý rok, největší sopečné exploze se nemusí dostavit celá tisíciletí. O to ničivější ale jejich důsledky mohou být.

Vulkanologové při svém výzkumu užívají škálu ne nepodobnou Richterově škále hodnotící sílu zemětřesení. "Index sopečné výbušnosti" (v angličtině Volcanic Explosivity Index, VEI) si s trochou zjednodušení můžeme shrnout tak, že výbuchy na každém dalším stupni vychrlí vždy desetinásobné množství materiálu než výbuchy na stupni nižším.

Supervulkány zabírají osmý, na naší planetě nejvyšší, stupeň VEI. Poslední takto velkou erupcí byl patrně výbuch vulkánu Tapuo na Novém Zélandu před více než 26 tisíci let. Jinými slovy, dávno před tím, než člověk vůbec pomyslel na zakládání měst či říší. Nelze samozřejmě vyloučit, že se nějaký supervulkán probudí třeba zítra. Pravděpodobnost takové události je ale velmi malá.

Výbuchy sedmé kategorie VEI oproti tomu představují až nepříjemně častou záležitost. Na nižší hranici tohoto stupně se možná nacházel výbuch Tambory v roce 1815. Zcela jistě ale mezi podobné události můžeme zařadit výbuch indonéské sopky Rinjani v roce 1257.

Vědci vypozorovali, že frekvence výbuchů na vyšších stupních VEI sleduje takzvaný mocninový zákon. Konkrétně platí, že exploze na každém stupni jsou šestkrát až sedmkrát vzácnější na stupni nižším. Exploze sedmého stupně bychom proto měli očekávat zhruba dvakrát za tisíciletí – až příliš často, abychom si je mohli dovolit jednoduše ignorovat.

Výbuchy sedmé kategorie

Při hodnocení důsledků takto velkých sopečných explozí si musíme uvědomit, že nás ani tak nezajímá bezprostřední zkáza. Ta by byla nepochybně obrovská. Pravé nebezpečí obřích sopečných explozí ale tkví v tom, že mohou dlouhodobě změnit režim počasí i vývoj klimatu na celé Zemi.

Nejdostupnější událostí takovéto intenzity je pro nás výbuch indonéské sopky Rinjani na ostrově Lombok v roce 1257. Popel z této exploze zasáhl většinu dnešní jihovýchodní Asie a jasné známky výbuchu nalezneme dokonce až v antarktickém ledovci.

Následky erupce pociťovali lidé na celém světě. Evropské kroniky mluví o následujícím roku jako roku bez léta. Zima 1258 byla tvrdá a jaro mrazivé, takže pomřela většina dobytka a vzklíčilo jen málo hospodářských plodin. V létě přišly místo veder mlhy, chlad a přívalové lijáky, které dílo zkázy dokončily. Většina úrody byla zničená, což mělo za následek vlnu hladomorů.

V Anglii objevili archeologové desetitisícové hromadné hroby datované právě k tomuto roku a podobná situace panovala i ve Francii nebo Japonsku. Nelze dokonce vyloučit, že tyto krizové podmínky urychlily rozpad Byzantské a mongolské říše.

Není bez zajímavosti, že následující zima byla podle dobových záznamů naopak překvapivě teplá, což odpovídá některým klimatickým modelům, podle kterých zvýšená koncentrace sulfátů v atmosféře vede k teplejším zimám a chladnějším létům. Jisté je, že změny klimatu nejdou v takovém případě jedním směrem, ale mohou různorodě ovlivnit podmínky na různých místech v různých ročních obdobích.

Malá doba ledová

Po několika neobvyklých letech se podnebí stočilo k chladnějšímu režimu, který až na malý výkyv na přelomu čtrnáctého a patnáctého století vydržel v podstatě do začátku průmyslové revoluce. U ostrovů v severním Atlantiku běžně zamrzalo moře, vikingské kolonie na Islandu a v Grónsku po většinu roku odřízl led a na vrcholu chladného období se v některých letech ani neurodilo.

Zdražení obilí vypovídá o dvacetiprocentním zkrácení zemědělské sezóny, přičemž některé severoevropské oblasti se pro pěstování staly úplně nevhodnými. Podvýživa přispěla, mimo jiné, i ke zničujícím následkům epidemie černého moru.

Celosvětově došlo ke změnám mořské hladiny a Asii postihla výrazná změna monzunového režimu. Docházelo k výrazným výkyvům pacifického proudění doprovázeným fenomény El Niño. Výčet by mohl pokračovat do nekonečna. V každém případě platí, že chladnější perioda, která dostala název "malá doba ledová", začala až provokativně brzy po výbuchu Rijani.

Pravda, ani tak obrovský objem materiálu vyvrženého do atmosféry by podnebí na Zemi nemohl ovlivnit na několik století. Různí výzkumníci také navrhli různá alternativní vysvětlení tohoto výkyvu. Nelze ale vyloučit, že Rijani odstartovala určitý trend, který ostatní, sice menší, ale daleko častější výbuchy přiživily. Třinácté století totiž bylo z dobře zmapovaných období sopečně zdaleka nejaktivnější. Objem vyvrženého materiálu dosáhl za sto let dvakrát až desetkrát vyšších hodnot, než je za stejnou dobu obvyklé.

Rizika pro moderní civilizaci

Bezprostřední rizika plynoucí ze sopečných výbuchů sedmé kategorie jsou zřejmá. Krátce před explozí hrozí panika a násilnosti. Vzhledem k tomu, že podobný výbuch může, zejména v hustě obydlených oblastech Asie, zasáhnout až 30 milionů lidí, případná evakuace by byla na hraně proveditelnosti. A to i v případě, že by se k explozi schylovalo mnoho týdnů.

Samotný výbuch by potom doprovázela bezprecedentní destrukce. Pyroklastické proudy – směsi žhavých plynů, úlomků lávy, popela a nasbíraného materiálu – zasahovaly při podobných událostech až stovky kilometrů daleko.

Dalším ničivým prvkem je popel. Ten má potenciál „nasněžit“ v silné vrstvě po celém regionu. Například při výbuchu sopky na Řeckém ostrově Santorini v šestnáctém století před naším letopočtem pokryla několikametrová vrstva popela většinu východního středomoří a zasadila silnou ránu Minojské civilizaci.

V moderní době musíme připočítat i jeho vliv na chlazení důležitých komponent nebo fungování elektroniky. Destrukce by dosáhla enormních hodnot. A to jsme vynechali doprovodné jevy výbuchu jako záplavy, tsunami, nebo zemětřesení.

Při tom všem je třeba si uvědomit, že lidská společnost dosáhla v posledním století daleko větší složitosti a provázanosti než kdy dříve. Několikadenní výpadek letecké dopravy kvůli výbuchu islandské sopky Eyjafjallajökull v roce 2010 stál podle odhadů globální ekonomiku více než pět miliard dolarů. Řádově větší výbuch by mohl zkomplikovat dopravu a zásobování materiálem i energiemi na dlouhé týdny. Zasažené oblasti by se mohly vlivem existenčních problémů propadnout do chaosu.

Globální změny

Dlouhodobé změny může způsobit popílek, a hlavně plyny vypuštěné do atmosféry. Když se tyto látky smísí s vodou, ovlivňují odrazivost slunečních paprsků a sílu skleníkového efektu až několik let.

Jako zásadní se ukazuje zejména vliv sulfátů. Ty se ve formě aerosolu rozptýlí nad rozsáhlými oblastmi a prostřednictvím zvýšení odrazivosti atmosféry vedou k ochlazení zemského povrchu. Za určitých okolností ale mohou také tepelně izolovat nižší vrstvy atmosféry, což vede k dalekosáhlým změnám vzdušných proudů a potažmo globálního režimu počasí.

Dlouhodobým výsledkem jsou v našich zeměpisných šířkách teplejší zimy, studenější léta a postupné ochlazení. Nejvýraznější je v tomto ohledu vliv sopečných výbuchů v tropech. Vliv explozí ve vyšších zeměpisných šířkách je složitější. Závisí totiž na části roku, ve které se odehrají. Obecně ale platí, že mohou dočasně vychýlit režim srážek i ve velmi vzdálených oblastech.

Pozoruhodný je také vliv velkých sopečných erupcí na koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře. Vypouštějí jej totiž nemalé množství, a tak bychom mohli očekávat, že se jejich vliv projeví i na globální úrovni.

Důkladné studium ovšem ukázalo, že se koncentrace CO₂ po takovýchto událostech spíše snižuje! Na vině je patrně fakt, že obrovský objem popela působí jako hnojivo pro mořské i suchozemské ekosystémy. Rostliny, řasy a další fotosyntetické organismy se díky přívalu živin mohou namnožit a z atmosféry vysát více oxidu uhličitého, než ho tam sopka dostala. Pomoci jim v tom může i větší rozptýlení světla způsobené popelem v atmosféře. Výsledkem je další dlouhodobé ochlazení.

Rovněž ozónová vrstva může dostat pořádnou ránu. Modely i pozorování ukazují, že velké sopečné výbuchy mohou vytvořit větší ozonovou díru, než jakou způsobili lidé ve dvacátém století. Nesmíme ale zapomínat, že každý sopečný výbuch má svá specifika a důsledky takových událostí se tak mohou, třeba i výrazně, lišit.

Můžeme s tím něco dělat?

Problémem kataklyzmatických sopečných explozí je to, že nemáme a v dohledné době ani mít nebudeme prostředky, jak jim zabránit. Problémem je pro nás i samotné předvídání takových událostí. Víme, že se před explozí sedmé kategorie musí nahromadit obrovský objem magmatu.

Příznaky takovéto události můžeme v některých případech na základě důkladného studia místního vulkanismu odvodit, jindy nám ale zůstanou do poslední chvíle skryty. To samé platí i pro bezprostřední spouštěč. Na některých místech může jít opakovaně o tu samou událost, na kterou si potom můžeme dávat pozor. Jinde pro nás ale může zůstat záhadou.

Obecně ale platí, že bychom si měli dávat pozor na vulkány, které výbuch sedmé či vyšší kategorie už někdy prodělaly. Zvýšené riziko mohou představovat i některé typy lávy či specifický charakter vulkanismu v dané oblasti. Podezřelé jsou také sopky, které hromadí magma, aniž by průběžně upouštěly materiál ven.

V neposlední řadě se také velkého výbuchu můžeme dočkat spíše od těch sopek, které byly v poslední době neklidné. Zde už ale dlouhodobé předpovědi přecházejí v ty krátkodobé.

Případná evakuace se nemusí setkat s pochopením, zejména pokud by se týkala rozsáhlých a hustě obydlených oblastí. Klíčové tak bude do budoucna vzdělání lidí v ohrožených oblastech. Důležitou roli sehrají i podrobné plány velkoplošné evakuace. Úplně nejdůležitější ale patrně bude rovnováha mezi jistotou předpovědi kataklyzmatického výbuchu a včasným začátkem nezbytných opatření.