Někteří lidé věří, že sopečné erupce jsou způsobeny osudem. Jiní věří, že sopečná erupce je znamením, že hora je rozrušená, protože obyvatelé žijící poblíž zhřešili.

Věda má však jiné vysvětlení.

Vulkány jsou kanály, které přenášejí podzemní roztavenou horninu zvanou magma ze zemské kůry na zemský povrch. Tyto kanály mají tvar kuželů, štítů nebo kalder. Pod sopkou se nachází magmatická komora, zásobárna jednoho velkého tělesa roztavené horniny.

Zvýšený pohyb magmatu uvnitř sopky je příčinou erupce. Tyto pohyby jsou vyvolány různými procesy, které probíhají pod magmatickou komorou, uvnitř ní i nad ní.

Pod magmatickou komorou

Vulkány, které se nacházejí v subdukčních zónách – tam, kde se srážejí pohybující se zemské desky, což způsobuje, že se jedna deska propadá pod druhou – dostávají do magmatické komory stálý přísun nové roztavené horniny.

Pod magmatickou komorou teplo zemského jádra částečně taví stávající horniny na nové magma. Tato čerstvá roztavená hornina se nakonec dostane do magmatické komory. Když komora, již naplněná určitým objemem, nedokáže pojmout nové magma, bude přebytek vyvržen prostřednictvím erupcí.

Tento proces obvykle probíhá v cyklech, takže je možné předvídat erupce jím způsobené. U západojávské hory Papandayan, která se nachází na vrcholu střetu euroasijské a indoaustralské desky, se cyklus opakuje 20 let a příští erupce může nastat v roce 2022. Naposledy vybuchla v roce 2002.

Doba mezi jednotlivými erupcemi závisí na rychlosti tání horniny, která je ovlivněna rychlostí klesající desky. Na Zemi se nachází několik subdukčních zón a subdukční desky se obvykle pohybují konstantní rychlostí až 10 cm za rok. V případě Papandayanu je rychlost indoaustralské desky, která subdukuje pod euroasijskou desku, přibližně 7 cm za rok.

Uvnitř magmatické komory

Děje uvnitř magmatické komory mohou také způsobovat erupce. Uvnitř komory magma vlivem klesající teploty krystalizuje. Zkrystalizované magma, které je těžší než polotekuté roztavené horniny, klesá ke dnu komory. To vytlačuje zbytek magmatu nahoru a zvyšuje tlak na víko komory. K erupci dojde, když víko již nedokáže tlak udržet. K tomu také dochází v cyklech a lze to předvídat.

Dalším důležitým procesem uvnitř magmatické komory je, když se směs magmatu mísí s okolními horninami. Tento proces se nazývá asimilace. Při pohybu magmatu dochází k interakci s horninami na výstelce komory.

Někdy mají sopky cesty, kterými magma vytéká na povrch. Pokud však cesta neexistuje, magma se vytlačí do oblasti, kde je menší tlak. To může způsobit zhroucení stěn obklopujících komoru.

Představte si, že vhodíte cihlu do kbelíku plného vody. První, co by se stalo, by bylo vystříknutí vody z kbelíku.

Šplouchání magmatu způsobené hroutící se stěnou komory způsobí erupci. Erupce z tohoto procesu jsou těžko předvídatelné.

Nad magmatickou komorou

K erupcím může dojít také v důsledku ztráty tlaku nad magmatickou komorou. To může být způsobeno různými příčinami, například poklesem hustoty hornin nad komorou nebo táním ledu na vrcholu sopky. Sílu erupce může zhoršit také tajfun, který projde kolem sopky v kritickém stavu.

Skály, které pokrývají magmatickou komoru, mohou postupně měknout v důsledku změn minerálního složení. Pokles hustoty krycích hornin nakonec způsobí, že nejsou schopny udržet tlak magmatu.

Co způsobuje tuto mineralogickou změnu? Někdy mají sopky na povrchu trhliny, které umožňují pronikání vody a její interakci s magmatem. Když se tak stane, dochází k hydrotermálním změnám hornin, které vedou k erupcím.

Důležité je také to, kde magma opouští sopku. Pokud láva nebo pyroklastické horniny vycházejí boční stranou sopky, může gravitace způsobit zhroucení této části sopky a náhlou ztrátu krycího tlaku. K velkým erupcím obvykle dochází chvíli po zhroucení sektoru.

Tání ledovců

Globální oteplování může způsobit více erupcí tím, že způsobí tání ledovců na vrcholcích sopek. Když roztají velké objemy ledu na vrcholcích sopek, sníží se tlak nad magmatickou komorou. Magma bude stoupat vzhůru, aby našlo nový stav rovnováhy a způsobilo erupci.

Studie ukázala, že obrovská erupce sopky Eyjafjallajökull na Islandu v roce 2010 byla vyvolána právě tímto způsobem. Odhaduje se, že Island ročně ztrácí 11 miliard tun ledu, takže ho může být ještě více.

V roce 1991 došlo k velké erupci hory Pinatubo na Filipínách, když sopku a její okolí zasáhl tajfun Yunya. Pinatubo již dunělo, ale tajfun sílu výbuchu ještě umocnil.

Vysoká rychlost tajfunu způsobila, že oblast kolem něj ztratila značný tlak. V důsledku toho byl sloupec vzduchu nad sopkou vržen do dráhy tajfunu. Na hoře Pinatubo došlo ke změně tlaku a velká erupce byla nevyhnutelná.

Vzhledem k tomu, že magma hraje důležitou roli při spouštění sopečných erupcí, může podrobnější studium magmatu pomoci předvídat tyto velkolepé přírodní události.