Laharové proudy

1. Charakteristika laharových proudů
2. Vznik laharů
3. 3+1 katastrof způsobených lahary
4. Hrozby laharových proudů
5. Ochrana a předpověď laharů
6. STUDIJNÍ CENTRUM
7. Související kapitoly
8. Externí odkazy
9. Citace a zdroje

↑ nahoru Charakteristika laharových proudů

Termínem lahar (z indonéštiny) označujeme jednu z největších vulkanických hrozeb - sopečný bahnotok. Tento rychlý svahový pohyb má na svědomí až 100x více životů než lávové proudy a vedle žhavých mračen představuje nejsmrtelnější projev sopečné činnosti[1]. Laharový proud je tvořen směsí vody a tefry, největší zastoupení mají částice o velikosti popela až lapilli, vzhledem k obrovské unášecí síle proudu mohou být ale transportovány i bloky s průměrem přesahujícím 10 m[2]. Sopečné bahnotoky hrozí vedle velkého objemu unášeného materiálu především velkými rychlostmi postupu. Jejich rychlost se zpravidla pohybuje mezi 30 - 50 km/h, na strmých svazích stratovulkánů však mohou dosahovat rychlosti i přes 100 km/h[3]. Lahary však naštěstí nevznikají při každé vulkanické erupci, nutná je souhra několika faktorů, jako je dostatek pyroklastického materiálu a přítomnost dostatečného objemu vody. Za posledních 10 000 let doprovázely laharové proudy přibližně 5,6% sopečných událostí[4].

↑ nahoru Vznik laharů

Vznik laharů je vždy spojen se sycením pyroklastického materiálu vodou a s následným pohybem celé směsi do nižších poloh následkem gravitace. Tato hrozba může doprovázet v podstatě všechny druhy erupcí, efuzivního i explozivního charakteru[5]. Laharové proudy můžeme dělit podle času a specifického mechanismu vzniku na primární a sekundární. Primární lahary jsou generovány přímo erupcí sopky, sekundární souvisejí s pozdější saturací tefry v různou dobu po jejím uložení[6]. Do první skupiny patří bahnotoky vzniklé činností žhavých mračen (interakce s vodními toky přítomnými na svazích sopky), erupcí za spoluúčasti kráterových jezer (přetečení nebo protržení hráze) a táním sněhové či ledovcové pokrývky způsobené dopadem žhavého pyroklastického materiálu při explozivních erupcích[7]. Druhou skupinu zastupují především lahary produkováné při saturaci nestabilních nánosů tefry na svazích sopek dešťovými srážkami. Sekundární hrozby mohou přetrvávat i dlouhou dobu po ukončení vlastní vulkanické aktivity, navíc bahnotok může být způsoben i srážkovou erozí starých pyroklastických sedimentů[8]. Z hlediska teploty laharových proudů je možné konstatovat, že primární proudy bývají vzhledem k mechanismu vzniku i značně teplé, maximálně však do 100˚C (var vody). Sekundární bahnotoky jsou zpravidla chladné[9].

↑ nahoru 3+1 katastrof způsobených lahary

Katastrofy popisované v tomto oddíle jsou vybrány k ilustraci mechanismu vzniku a účinků této sopečné hrozby. Největší neštěstí způsobené lahary v posledních stoletích se událo roku 1985 pod kolumbijskou sopkou Nevado del Ruiz, která představuje nejseverněji položený aktivní vulkán jihoamerických And, je vysoká 5200 m a vrcholové partie pokrývá rozsáhlý ledovec[10]. Erupce roku 1985 způsobila tání této ledové pokrývky (dopad žhavé tefry na ledovec), a v součinnosti s množstvím pyroklastik tak generovala masivní lahar, jenž se začal pohybovat směrem do údolí Lagunillas. Cestou strhával vše, co se objevilo v trajektorii jeho postupu, ať to byly celé stromy, budovy nebo jiné objekty . Po 50 km doputovat až do města Armero, kde zapříčinil hlavní katastrofu. Ve městě zahynulo v krátké chvíli 22 000 obětí, bylo zničeno 5000 domů a celou oblast pokryla vrstva bahna do výšky 3-8 m. Hrstka obyvatel, kteří přežili běsnění laharu, zůstala před příjezdem záchranářů dlouhé dva dny uvězněna až po ramena v nánosech sopečných sedimentů[11].

Zajímavým projektem byl pokus o eliminaci laharového nebezpečí u jávské sopky Kelut
[12]. Tato sopka se vyznačuje kráterovým jezerem, jehož voda při erupcích způsobovala ničivé bahnotoky. Například v roce 1919 zemřelo v jejich důsledku kolem 5000 lidí a postižena byla krajina o rozloze 200 km2. V polovině 20. století byl proto navržen systém podzemních tunelů, které měly za úkol sniživat hladinu jezera, a tím tak zmírňovat účinky laharových proudů. Vše fungovalo až do roku 1966, kdy došlo k ucpání tunelů a následná katastrofa opět si opět vyžádala stovky životů a stovky km2 zničené krajiny. V následujících letech byl proto navržen nový systém kanálů, které jezero odvodnily zcela, a eliminovaly tak nebezpečí této hrozby[13].

Jak dlouhodobou hrozbu mohou představovat sekundární lahary, dokumentuje série událostí po erupci filipínského Pinatuba v roce 1991, jež sama o sobě znamenala jednu z největších vulkanických událostí za poslední století[14]. Laharové proudy, které doprovázely aktivitu sopky, ovlivnily životy celkem asi 1 400 000 lidí, z nichž 50 000 zanechaly zcela bez střechy nad hlavou, postihly 39 měst a 4 velkoměsta a celkově zasáhly území o rozloze 1000 km2. Zdrojem bahnotoků byl samozřejmě pyroklastický materiál produkovaný při erupci, kterého sopky vyvrhla mezi 3,4-4,4 km3 celkového objemu. Problém však nastal, když se přesně v době činnosti sopky přihnal do oblasti také tajfun Yunga, který přispěl jak silou větru, tak množstvím dešťových srážek. Větrné proudy totiž roznesly vulkanický materiál po krajině o rozloze 2000 km2, váha saturovaného popela způsobovala kolaps mnoha staveb a především připravila ideální podmínky pro vznik sekundárních laharů v důsledku aktivity dešti akcelerovaných vodních toků. Dílo zkázy bylo pak dokončeno během následující monzunové sezóny, při které byly vrstvy tefry opětovně saturovány vodou. Sekundárně tak bylo přemístěno okolo 0,9 km3 vulkanického materiálu, jež pokryl další území měřící přes 300 km2. Tento scénář se opakoval i v dalších monzunových obdobích, naštěstí však s ubývající intenzitou hrozby[15].

Pravděpodobně vůbec největší laharový proud však vznikl v oblasti dnešního amerického národního parku Yellowstone před 40 - 50 miliony lety. Bahnotok zasáhl území o rozloze 11 000 km2, které pokryl vrstvou usazenin tefry silnou až 2 km. Tato událost tak byla nejméně 20x intenzivnější než všechny známé historické katastrofy[16].



Obr. 19: Letecký snímek laharového proudu.

↑ nahoru Hrozby laharových proudů

Laharové proudy představují značné riziko. Díky značné síle a rychlosti pohybu mohou ničit komunikace i lidská sídla (obr. 20). Laharové nánosy způsobují velké škody v krajině, ekonomické i ekologické (ničení zemědělské půdy apod.). Stejně jako u spadu tefry ale probíhá přirozená obnova celkem rychle ve srovnání s pokryvy lávy.

Sopečné bahnotoky však mohou mít i dlouhodobé důsledky. Specifickým problémem je ničení koryt vodních toků, lahary se totiž pohybují především podél vytyčených linií říční sítě. Koryta se tak plní nánosy bahna, což snižuje jejich průtočnou kapacitu a přináší nebezpečí v podobě následných povodní. Čištění a upráva říční sítě po proběhlém bahnotoku je tak obvykle nejnáročnější sanační prací, jak v otázce techniky, tak finančních prostředků[17].



Obr. 20: Dům v Japonsku zavalený laharovým proudem v roce 1995.

↑ nahoru Ochrana a předpověď laharů

Ochrana proti účinkům laharových proudů má jak pasivní, tak i aktivní podobu[18]. Pozitivním faktorem je předvídatelnost trajektorie proudů, které se pohybují především podél linií vodních toků. Je proto možné jasně určit oblasti v blízkosti vulkánu, které podléhají této hrozbě[19]. Evakuace je však často velmi obtížná, vzhledem ke značné rychlosti laharů. Spíše se proto uplatňují preventivní opatření. U bahnotoků menších rozměrů jsou účinné různé ochranné hráze a kanály, podobně jako u rizika proudů lávy. Pokud nebezpečí pramení z opakovaného kolapsu kráterových jezer, je vhodné jejich odvodnění (jako u výše uvedeného příkladu jávské sopky Kelut.). Nejdůležitější je ovšem plánování land-use, a to především neosidlování území ohrožených touto hrozbou[20].

Z důvodů prevence i včasné předpovědi laharového nebezpečí jsou v posledních letech na svazích sopek instalovány moderní monitorovací systémy. Tyto přístroje fungují na principu seismometru, který detekuje blížící se nebo právě procházející laharový proud na základě otřesů půdy. Bylo zjištěno, že vibrace generované bahnotoky jsou svou frekvencí odlišitelné od klasického zemětřesení, souvisejícího se sopečnou činností (30-80 Hz resp. <6 Hz). Pokud tedy seismometr zaregistruje chvění o dané frekvenci, je vyslán radiový signál, který poskytuje varování o formujícím se laharu a zároveň prodlužuje dobu nutnou k vykonání evakuace obyvatel[21].


↑ nahoru Studijní centrum

Kontrolní otázky a testy
  • OTAZKA
  • OTAZKA
Test - ??? (♣)

Diskuse, projekty a pracovní listy



↑ nahoru Související kapitoly


↑ nahoru Externí odkazy

http://www.ngdc.noaa.gov/nndc/struts/results?eq_1=36&t=101634&s=0&d=4&d=44

http://volcanoes.usgs.gov/activity/methods/hydrologic/lahardetection.php

↑ nahoru Citace a zdroje

[1] KUKAL, Z., 1983, 139; SMITH, K., 2002, 164 
[2] CAMP, V., 2006l
[3] KUKAL, Z., 1983, 139; KELLER, E. A., 2005, 188
[4] BRYANT, E., 2005, 236
[5] SMITH, K., 2002, 164
[6] BRYANT, E., 2005, 236
[7] BRYANT, E., 2005, 236; SMITH, K., 2002, 164
[8] BRYANT, E., 2005, 236
[9] CAMP, V., 2006l
[10] SMITH, K., 2002, 165
[11] SMITH, K., 2002, 165
[12] KUKAL, Z., 1983, 139
[13] KUKAL, Z., 1983, 139
[14] BRYANT, E., 2005, 237
[15] BRYANT, E., 2005, 237
[16] KUKAL, Z., 1983, 141
[17] MONTGOMERY, C. W., 2006, 103
[18] KUKAL, Z., 1983, 141
[19] BRYANT, E., 2005, 237
[20] KUKAL, Z., 1983, 141
[21] Lahar-Detection System, 2008