Co obnáší výzkum přímo u aktivní sopky? Vulkanolog Lukáš Krmíček z FAST VUT se vydal na Vanuatu k vulkánu Yasur, kde v bezprostřední blízkosti erupčního kráteru odebíral vzorky sopečných bomb pro další laboratorní výzkum. Na expedici navázala cesta do Indonésie a mezinárodní konference zaměřená na přírodní rizika. Jak vypadá práce vulkanologa v terénu a co mohou čerstvé vzorky prozradit o chování sopečných hornin? 

Vulkanolog Lukáš Krmíček z FAST VUT se v druhé polovině srpna vydal na terénní expedici k aktivní sopce Yasur, která se nachází na ostrově Tanna v souostroví Vanuatu. Yasur patří mezi dlouhodobě aktivní vulkány s převládajícím strombolským typem erupcí. V kráteru sopky se nachází několik aktivních erupčních jícnů, z nichž při sopečné aktivitě vyletuje žhavý materiál. Jednotlivé exploze probíhají v intervalu několika minut a vyvržený materiál dopadá do okolí. Jedním z hlavních cílů odběru vzorků byly právě sopečné bomby.

Yasur je zároveň jedním z mála míst, kde je možné dostat se do bezprostřední blízkosti aktivního erupčního kráteru. Pro terénní výzkum to ovšem znamená velmi náročné podmínky. Pohyb v okolí kráteru vyžaduje maximální soustředění, jelikož při explozi mohou být z kráteru vymrštěny balistické projektily různých velikostí a směrů.

„Nejprve zazní mohutný výbuch nebo série výbuchů. Teprve potom začne do okolí létat rozžhavený materiál. Je důležité zůstat na místě, případně uhnout do strany, a neotáčet se k erupci zády. Na případnou reakci máte několik vteřin. Nakonec z nitra vulkánu vystoupá mohutný oblak sopečného popela. Současně je nezbytné neustále monitorovat koncentrace toxických vulkanických plynů,“ popisuje podmínky expedice Lukáš Krmíček.

Vzorky sopečných bomb Krmíček získával přímo v místech jejich dopadu. Uvedený způsob odběru je důležitý pro další studium: poloha vzorku umožňuje spojit jeho vlastnosti s konkrétními podmínkami ukládání během erupce. Můžeme tak zkoumat například pórovitost, vnitřní strukturu nebo mechanické vlastnosti horniny.

U sopky Yasur je zajímavá také velká variabilita samotných bomb. Některé mají relativně jednoduchou stavbu a jsou tvořeny proplyněným materiálem pocházejícím z eruptujícího magmatu. Jiné mohou obsahovat masivní uzavřeniny – kusy dříve vykrystalizovaných láv, které byly při erupci znovu vyvrženy na povrch. Přítomnost těchto kompaktních částí může mechanické vlastnosti bomby podstatně změnit.

„Dvě bomby mohou na první pohled vypadat podobně, ale z hlediska mechanických či termomechanických vlastností se mohou výrazně lišit. Rozhodující je jejich vnitřní stavba, pórovitost, trhliny a také přítomnost staršího kompaktního materiálu,“  vysvětluje Krmíček.

Od českého vulkánu k aktivnímu Yasuru

Výzkum na Vanuatu navazuje na předchozí práci výzkumníků z Fakulty stavební zaměřenou na mechanické vlastnosti sopečných bomb.

V roce 2025 vyšla v prestižním časopise Bulletin of Volcanology studie Mechanical properties of basaltic volcanic bombs: a case study from the Uhlířský vrch volcano, Czech Republic, která se zabývala sopečnými bombami z Uhlířského vrchu u Bruntálu a vztahem jejich mechanických vlastností k vnitřní struktuře, pórovitosti a trhlinám. Na Yasuru nyní tento výzkumný přístup výzkumníci znovu aplikují na vzorky přímo z aktivního vulkánu.

„Na Uhlířském vrchu jsme si ověřili, že má smysl zabývat se mechanickými vlastnostmi sopečných bomb systematicky. Na Yasuru můžeme tento přístup posunout k materiálu, který vzniká při současné vulkanické aktivitě,“ říká Lukáš Krmíček.

Stabilitu vulkanického tělesa ovlivňují mimo jiné i vlastnosti sopečných hornin, způsob jejich uložení včetně jednotlivých vrstev sopečného popela a působení podzemní vody a hydrotermálních procesů, které mohou podél puklin horniny měnit a oslabovat.

Yasur jako součást většího vulkanického systému

Sopka Yasur se nachází uvnitř rozsáhlého vulkanického systému spojeného se starší kalderou Siwi o rozměrech přibližně 9 × 4 km. Ta vznikla v souvislosti s rozsáhlými ignimbritovými erupcemi. Samotný Yasur, vysoký přes 360 metrů, leží na okraji bloku Yenkahe o rozměrech přibližně 6 × 3 km, který se v průběhu posledního tisíciletí velmi rychle vyzdvihuje.

Průměrná rychlost zdvihu dosahuje asi 16 cm za rok. Je spojována s akumulací magmatu v mělkých částech vulkanického systému. Odhady hovoří až o 25 km³ magmatu, které se během posledních přibližně 1000 let nahromadilo pod kalderou Siwi. Nejde přitom o jednolitou masu taveniny, ale o magma rozptýlené v horninovém prostředí.

S vulkanickým systémem souvisí také výrazná hydrotermální aktivita. V okolí Yasuru se nacházejí sirné fumaroly, horká místa a další projevy výstupu horkých plynů a kapalin. Hydrotermální procesy probíhají mimo jiné podél zlomů a mohou horniny chemicky měnit a oslabovat. Tyto oblasti proto představují další důležitý cíl výzkumu z hlediska stability sopečných svahů.

„Dítě Krakatoy“ se probouzí k životu

Na terénní expedici navázala cesta do Indonésie. Zde se Lukáš Krmíček zúčastnil mezinárodní konference IDRiM 2026 na Bali, zaměřené na přírodní rizika a jejich řízení. Na konferenci prezentoval výzkum popisující mechanismy a způsob šíření požárů v okolí aktivních erupcí.

Vanuatu a Indonésii spojuje jejich geologické prostředí. V obou případech jde o oblasti spojené s tzv. subdukčními zónami, tedy místy, kde se jedna tektonická deska podsouvá pod druhou. Právě subdukce vytváří podmínky pro vznik rozsáhlých vulkanických oblouků a zároveň souvisí s výraznou zemětřesnou aktivitou. Například souostroví Vanuatu letos zasáhlo silné zemětřesení o magnitudu 7,3.

V Indonésii byla na začátku září situace z hlediska vulkanické aktivity mimořádně zajímavá. V jednom okamžiku zde bylo aktivních až šest sopek. Jednotlivé vulkány přitom měly vlastní, vzájemně nezávislou aktivitu.

Před konferencí měli účastníci konference v plánu také návštěvu indonéské sopky Ijen. Ta však byla od 4. září uzavřena kvůli probíhajícím požárům v jejím okolí. Ve stejný den, tedy 4. září, navíc začala výrazná aktivita sopky Anak Krakatau, která si vyžádala uzavření až 8 letišť v Indonésii. Proslulé „Dítě Krakatoy“ vyrostlo na místě původní sopky po zničující erupci v roce 1883, která zničila velkou část ostrova a vydala jeden z nejhlasitějších zvuků v historii. Budoucí aktivita sopky je ovšem ze své povahy nepředvídatelná.  

Ironií osudu tak výbuch sopky narušil samotné setkání zaměřené na přírodní rizika. „Kvůli erupci Anak Krakatau se paradoxně část účastníků konference nakonec nemohla zúčastnit,“ dodává Krmíček.

Další práce čeká v laboratoři

Expedice na Vanuatu a následná účast na konferenci v Indonésii propojily terénní vulkanologii s výzkumem přírodních rizik. Zatímco na Yasuru byly hlavním cílem čerstvé produkty erupcí, zejména sopečné bomby, v Indonésii se Lukáš Krmíček zaměřil na aktuální vulkanickou aktivitu a její souvislosti s dalšími přírodními riziky.

Pro FAST VUT je důležité především propojení vulkanologie, mechaniky hornin, geotechniky a výzkumu přírodních rizik. Vzorky odebrané na Yasuru nyní čeká laboratorní analýza. Jejím cílem bude zjistit, jak se liší vlastnosti jednotlivých typů sopečných bomb a jakou roli v jejich mechanickém chování hraje pórovitost, vnitřní struktura, trhliny a přítomnost uzavřenin starších hornin.

Vzorky z Yasuru navíc umožní porovnat vlastnosti materiálu vznikajícího při současné erupci s poznatky z výzkumu starších vulkanických hornin. Terénní pozorování doplněná laboratorními měřeními mohou přispět k lepšímu pochopení chování sopečných hornin a stability vulkanických svahů. Získané poznatky mohou být využitelné také při studiu dalších aktivních vulkánů, jejichž činnost ovlivňuje život lidí v okolí.