Vědci už vědí, že změny listů na stromech mohou naznačovat, kdy se blízká sopka stane aktivnější a může u ní dojít k erupci. V rámci nové spolupráce mezi NASA a Smithsonian Institution by vědci rádi detekovali tyto změny z kosmického prostoru. S tím, jak magma stoupá skrz zemskou kůru, uvolňuje oxid uhličitý a další plyny, které též stoupají k povrchu. Stromy, které pohlcují oxid uhličitý se stávají zelenějšími a svěžejšími. Tyto změny jsou vidět i na družicových snímcích – třeba těch z družice Landsat 8 od NASA, ale i na těch, které pořizují přístroje umístěné na letadlech – třeba v rámci projektu AVUELO (Airborne Validation Unified Experiment: Land to Ocean).
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Deset procent lidské populace žije v oblastech náchylných k vulkanickým hrozbám. Lidé, kteří žijí a pracují v okruhu pár kilometrů od vulkánu čelí nebezpečím, která zahrnují vyvržené kameny a prach, ale i výrony horkých a toxických plynů. Ve větších vzdálenostech sopky ohrožují obyvatele bahnotoky, množstvím popílku, ale i tsunami, které mohou přijít po vulkanické erupci. Zatím tyto erupce neumíme předvídat, takže časné náznaky vulkanické aktivity jsou nezbytné pro bezpečnost veřejnosti. Podle geologické služby Spojených států, která je mimochodem jedním z partnerů mise LandSat 8, jsou Spojené státy jednou z vulkanicky nejaktivnějších zemí světa.
Jak již bylo uvedeno výše, magma při svém vzestupu před erupcí uvolňuje plyny, ale nejde jen o oxid uhličitý, ale i o oxid siřičitý. Sloučeniny síry jsou z oběžné dráhy poměrně snadno detekovatelné, ovšem emise oxidu uhličitého přicházejí dříve, než uvolnění oxidu siřičitého. Poskytují tak jeden z nejčasnějších náznaků, že vulkán již nespí. Ovšem emise oxidu uhličitého se z oběžné dráhy měří jen obtížně.
Dálková detekce oxidu uhličitého tím, že vegetace zezelená, dává vědcům další nástroj (společně se seismickými vlnami a změnami výšky terénu) k lepší představě o tom, co se děje pod vulkánem. „Systémy včasného varování před sopkami existují,“ říká vulkanolog Florian Schwandner, vedoucí oddělení výzkumu Země na Ames Research Center v kalifornském Silicon Valley, který už před deseti lety navázal spolupráci s klimatologem Joshem Fisherem z Chapman University v kalifornském Orange a vulkanologem Robertem Boguem z McGill University v Montrealu. „Naším cílem je zlepšit je (systémy včasného varování před sopkami – pozn. překl.) a udělat je jasnější,“ doplnil Schwandner.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
„Sopky uvolňují mnoho oxidu uhličitého,“ zmínil Bogue, ovšem v atmosféře je tohoto plynu tolik, že často bývá náročné změřit specificky oxid uhličitý ze sopek. Zatímco velké erupce mohou vypustit dostatečné množství oxidu uhličitého, aby jej bylo možné měřit z vesmíru pomocí senzorů, jako je americká družice OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2), detekce těchto mnohem slabších varovných signálů je stále obtížná. „Sopka, která vypouští nepatrné množství oxidu uhličitého, jež může být předzvěstí erupce, se na satelitních snímcích neprojeví,“ doplnil Bogue.
Z tohoto důvodu musí vědci putovat k sopkám, aby u nich prováděli přímá měření oxidu uhličitého. Ovšem mnoho ze zhruba 1350 aktivních vulkánů leží v odlehlých oblastech, případně v náročném horském terénu. Tím pádem je monitoring oxidu uhličitého na těchto místech pracovně náročný, drahý a někdy i nebezpečný. Vulkanologové jako Bogue spojili své síly s botaniky a klimatology, aby bylo možné ze sledování stromů monitorovat vulkanickou aktivitu. „Celé je to o snaze najít něco, co bychom mohli měřit namísto přímého měření oxidu uhličitého,“ vysvětlil Bogue a dodal: „abychom získali zástupný ukazatel pro zjišťování změn v emisích sopek.“
Zdroj: https://www.nasa.gov/
„K tomuto typu analýzy můžeme využít celou řadu družic,“ říká vulkanoložka Nicole Guinn z University of Houston. Právě ona porovnávala snímky pořízené americkými družicemi Landsat 8 a Terra, ale i evropskými družicemi Sentinel-2 a dalšími družicemi pro pozorování země, které fotily stromy kolem sopky Etna na pobřeží Sicílie. Studie od Nicole Guinn je první, která ukazuje silnou korelaci mezi barvou listů stromů a oxidem uhličitým pocházejícím z magmatu. Potvrzení přesnosti v terénu, které potvrzuje platnost družicových měření, je výzvou, kterou Fisher řeší průzkumem stromů v okolí sopek. V březnu 2025 se uskutečnil experiment Airborne Validation Unified Experiment: Land to Ocean s NASA a Smithsonian Institution. Vědci při něm nasadili spektrometr na výzkumné letadlo, aby analyzovali barvy rostlin v Panamě a Kostarice.
Fisher řídil skupinu výzkumníků, kteří sbírali vzorky listů ze stromů v blízkosti aktivní sopky Rincon de LaVieja v Kostarice a zároveň měřili hladinu oxidu uhličitého. „Náš výzkum je mezioborovým průsečíkem mezi ekologií a vulkanologií,“ uvedl Fisher a dodal: „Nezajímáme se pouze o reakci stromů na vulkanický oxid uhličitý jakožto včasné varování před erupcí, ale také na to, kolik tohoto plynu mohou stromy pojmout. Je to takové okno do budoucnosti Země, až budou všechny stromy na Zemi vystaveny vysokým hladinám oxidu uhličitého.“ Spoléhání se na stromy jakožto zástupného ukazatele vulkanického oxidu uhličitého má své limity. Mnoho sopek má podmínky, které neumožňují snímání dostatečného množství stromů družicemi. V některých lesnatých prostředích se vyskytují stromy, které reagují na měnící se hladinu oxidu uhličitého odlišně. A požáry, změny povětrnostních podmínek a choroby rostlin mohou komplikovat interpretaci družicových dat o sopečných plynech.
I přesto Schwandner zažil doslova z první ruky potenciální benefity pozorování úrovní oxidu uhličitého. Vedl tým, který rozšiřoval monitorovací síť na filipínské sopce Mayon o senzory oxidu uhličitého a oxidu siřičitého. V prosinci 2017 vládní výzkumníci na Filipínách pomocí tohoto systému zjistili známky blížící se erupce a zasadili se o hromadnou evakuaci oblasti kolem sopky. Více než 56 000 lidí bylo bezpečně evakuováno před mohutnou erupcí, která začala 23. ledna 2018. Díky včasnému varování nedošlo k žádným obětem na životech.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Využití družic ke sledování stromů by dalo vědcům hlubší vhled do fungování více sopek a nabídlo časnější varování před budoucími erupcemi. „Neexistuje žádný signál ze sopek, který by byl stříbrnou kulkou,“ říká Schwandner a dodává: „A sledování vlivu sopečného oxidu uhličitého na stromy nebude stříbrnou kulkou. Ale bude to něco, co by mohlo změnit pravidla hry.“
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/05/printstill-calbucoeruption.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/05/2025-chapman-university-002-web.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/05/2025-chapman-university-079-web.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/05/2025-chapman-university-056-web.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/05/2025-chapman-university-038-web.jpg
