Celková charakteristika a geologický vývoj Kamčatské oblasti
V dobách Svazu sovětských socialistických republik byla Kamčatka plně uzavřenou oblastí, jak pro ruské občany z jiných republik tehdejší SSSR ale i pro cizince. lavním důvodem zákazu vjezdu to bylo hlavně kvůli státní bezpečnosti této strategicky důležité oblasti v té době a také zčásti o zachování nenarušení přírody a jejího nerostného bohatství v této lokalitě. Hranice pro vstup na toto východní území byly otevřeny v devadesátých letech minulého století.
Současný Kamčatský kraj se rozkládá na severo-východní straně Ruska. Plocha území je 472 300 km2, většinu území kamčatského kraje tvoří poloostrov s přiléhající částí pevniny. K území Kamčatky podnáleží ostrov Karaginský a Komandorské ostrovy. Délka poloostrova od severu na jih je okolo 1500 km. Je to oblast prozatím málo probádána a ve světě je známá jako země ohně a ledu.Tento poloostrov svou plochou zabírá 2,8 % území Ruska. Páteř poloostrova tvoří Středokamčatské pohoří (Střední hřbet) s délkou 900 km, ve kterém se nachází pouze jeden činný vulkán Ičinskij (3621 m) a hřbet Východní, ve kterém se nachází 29 aktivních vulkánů. Další hřbety Vetvejský, Penžijský, Pachačinský a Oljutorský se nachází na severu v Korjacké oblasti. Celkově se zde nachází asi 300 velkých a středních sopek ze kterých je 30 aktivních. Do roku 2011 jich bylo 29, ale v prosinci tohoto roku se po dlouhém odpočinku aktivoval vulkán Kambalný (2156 m) a byl zařazen do této skupiny. Nejvyšším aktivním vulkánem Kamčatky, ale také Evro-Asijského kontinentu je vulkán Ključevský (4750 m). K němu mezi nejaktivnější dále patří Šiveluč (3283 m), Bezymjaný (2882m), Karymský (1486 m). Zde je zcela pravidlem, že tyto čtyři vulkány chrlí popel a lávu několikrát v roce. Poslední velmi silná dlouhodobá aktivita dalšího velmi známého vulkánu Ploský Tolbačik začala koncem roku 2012 a utichla na podzim roku 2013. Opět překvapila svou dlouhou dobou aktivity. Samotná Kamčatka se nachází na území se silnou vulkanickou činností s kterou je svázána i hydrotermální aktivnost při níž vznikají a zanikají fumaroly, bahenní kotly, termální prameny a gejzíry. Proto se zde nachází mnoho teplých jezer, řek, termálních pramenů a gejzírů. Mezi nejenom nejznámější ale také plošně rozsáhlou patří Dolina gejzírů a s ní sousedící nádherná kaldera vulkánu Uzon. Na Kamčatce se také nachází 414 ledovců, největší z nich je ledovec Ermanův a Bogdanoviče. Velkou část poloostrova, převážně západní pobřeží pokrývají bažiny a močály. Hranice území Kamčatského kraje omývá z východní strany Tichý oceán a Beringovo moře v délce 2 000 km a ze západní, moře Ochotské v délce 1800 km. Severní suchozemská hranice sousedí s Čukotským autonomním okruhem a na severozápadě s Magadanskou oblastí. Na jihu ji odděluje první ostrov Kurilských ostrovů – Šumšu, který spadá pod území Sachalinské oblasti. Podél poloostrova se táhne z východní strany v oceáně Kurilsko-kamčatský příkop s hloubkou přes 10 500 m. V místech Beringova moře a Tichého oceánu prochází státní hranice Ruské federace. Severní bod se nachází na 65°s. š. (skoro na hranici severního polárního kruhu), jižní na 50° 57′ s. š. (mys Lopatka). Největší šířka poloostrovní části je 470 км, kontinentální 640 km. Území poloostrova od severu na jih měří okolo 1600 km. Vzdálenost z Petropavlovska Kamčatského do Moskvy je letecky 6781 km (9 časových pásem). Do Prahy přímo 8075 km (11 časových pásem).
v. Ključevský
postraní krátery u v.Ostrý a Ploský Tolbačik 2012-2013
Kamčatka a dávný vývoj země
Kamčatka je z geologického hlediska velmi mladá. Její povrch pokrývají převážně horniny, která jsou produktem současné sopečné činnosti. Ta zde probíhá v intenzivnější míře teprve necelý milion let. Porovnáme-li tento údaj s předpokládaným stářím země (4,5 miliardy let), zjistíme, že máme co dělat s úplným nemluvnětem. Významnou roli v putování původních obyvatel Kamčatky hrál tzv. beringijský most, který byl v dávných dobách pro suchozemské tvory jediným možným spojením mezi Asií a Amerikou. První poutníci se bezesporu dostali na vzdálený americký kontinent již během eocénu a miocénu přes pra-Beringský průliv. Ve svrchním miocénu však moře tuto pouť znemožnilo a nástupci prvních cestovatelů museli čekat až do svrchního pleistocénu před 480 tisíci lety, kdy moře ustoupilo a Asii a Ameriku nakrátko propojil most tvořený pevninou. Sopečná činnost je spojena s přínosem tepla a výrony nejrůznějších plynů. Jestliže přidáme k těmto faktorů ještě ohromné množství vody, které přichází ve formě dešťů, povrchových toků nebo podzemních vod, získáme podmínky, které bychom jen těžko hledali jinde na Zemi. A právě toto speciální mikroklima, tvořící se okolo kamčatských sopek, urychluje některé geologické procesy (tvorbu rud, chemický rozpad hornin a vznik zkamenělin). Nejen tyto urychlené geologické procesy, ale řada jiných jevů přitahuje vědce z celého světa. Zejména biologové se s nadějí obrací k místům s výrony plynů, kde panují podobné podmínky jako před 3 miliardami let na Zemi kdy vznikal život a začínají zkoumat zde žijící organizmy. Jednou možností vzniku rud a tvorby ekonomicky významných ložisek je sublimace těchto minerálů z plynů, jejichž výrony provází sopečnou aktivitu. Plyny, které jsou uvolňovány při fumarolové aktivitě mohou mít teplotu až 1200°C. Prudká změna tlaku a teploty vede ke vzniku celé řady nejčistších minerálů. Nejznámější a patrně nejlépe prozkoumaný případ vzniku rudních minerálů zde představuje měděné zrudnění. Na Tolbačku je vázáno především na Druhý kužel severního pokryvu, kde z poruchové zóny vystupují plyny, z nichž se vysrážely minerály mědi. Nejzáhadnější z těchto jeskyněk byla až do ruku 1982 pro vulkanology jeskyně Jedovitaja („Jedovatá“). Fumarolová aktivita v této jeskyni byla do roku 1982 tak veliká, že bylo nemožno do ní vstoupit. Jen zdálky mohli vědci pozorovat 10 – 15 cm vysokou kůru měděných minerálů až 10 cm dlouhé krápníky chloridů mědi. Množství mědi odhadované vulkanology se blíží stovkám kilogramů (jeskyně vznikla v letech 1975 – 1976). Na druhém kuželu je ještě jedna velmi zajímavá fumarola, která se jmenuje Trubka. Ta se proslavila výskytem zejména ryzích kovů (Fe, Cu, Al, Zn, Pb, Sn, Ti a další).Tyto se vyskytují převážně ve sloučeninách a právě Trubka přinesla vysvětlení jejich původu. Klíčovou roli zde hrají chloridy, jejichž taveniny zabraňují přístupu kyslíku a oxidaci těchto prvků a zanechávají je v ryzí podobě. Kráter sopky Uzon ukazuje vznik sulfidické mineralizace rtuti, antimonu, arsenu a ukládání ryzí síry. A právě síra zamotala hlavu vulkanologům, když roku 1989 vytryskla na hladinu jezera Banoe. Další překvapení přinesl výzkum hlubších částí jezera, kde pod tenkou slupkou síry tvořící nepravé dno bylo v hloubce 28 – 35 m nalezeno jezero kapalné síry o teplotě 140°C, které obsahuje 100 – 115 tun tohoto prvku. To je na jezírko o průměru asi 30 m docela slušné. Původ kapalné síry při dně není zcela vysvětlen. Předpokládá se, že vznikla buď roztavením starší síry, nebo rozkladem sirovodíku pocházejícího z fumarol ve vodném prostředí. Minerály antimonu, rtuti a arsenu vyžadují ke svému efektivnímu hromadění mineralizované roztoky. Z těchto roztoků se uvolňují buď jako sulfidy nebo oxidy. Za 10 000 let existence uzonského hydrotermálního systému vzniklo v této oblasti přibližně 240 tun rtuti, 2700 tun antimonu a dokonce 17 000 tun arsenu. V literatuře se pro rychlost vzniku hydrotermálních rudních ložisek uvádějí doby od několika milionů let až po 205 miliardy let. Za ekonomicky významné je považováno ložisko s několika tisíci až několika desítkami tisíc tun těchto prvků. Uzon toto množství již dávno překročil. A to za pouhých 10 000 let. Rychlost chemického rozpadu hornin závisí, kromě okolních vlivů, rovněž na velikosti částic, obvykle však tento typ zvětrávání začne být efektivní až po 40 000 letech. Stejně jako nám dávají kamčatské vulkány odpověď na otázky vzniku rudních ložisek minerálu, mohou dát i odpověď na otázky týkající se vzniku života zemi. Vždyť v okolí fumarol s téměř nulovým obsahem kyslíku v ovzduší žijí různé bakterie, které svoji stavbou i životními funkcemi mohou odpovídat právě prvním organizmům na naší Zemi.
kaldera v.Uzon
Vznik sopky a sopečných oblastí
Kamčatka se nachází nad subdukční zónou, kde se deska pacifická podsouvá pod desku euroasijskou rychlostí asi 20 cm za rok. Tato rychlost stačí k tomu, aby se v hloubkách urychlil proces tavení hornin a tvorby magmatu. To pak vystupuje na povrch a vylévá se ve formě lávy. Na okraji subdukčních zón se tvoří řada zlomů, které vedou ke vzniku různých vulkanických pásů vystupujících ze dna Tichého oceánu. Ty se podle svého výskytu označují jako aleutský, kurilo-kamčatský, japonský, filipínský apod. Kamčatka náleží k pásu kurilo-kamčatskému. Vznik magmatu je obvykle vázán pouze na subdukční zóny v hloubkách 80 – 200 km. Pokud se podíváme na mapu Kamčatky zjistíme, že se zde nachází dva horské hřbety, které jsou rovnoběžné právě se subdukční zónou. Starší střední vulkanický pás je tvořen převážně vyhaslými sopkami, zatímco východní vulkanický pás tvoří jedny z nejaktivnějších sopek na světě. Tyto dva pásy vznikly postupně tak, že posouvající se deska se neustále propadá a zóna subdukce se dále posouvá směrem k desce pacifické. S tím souvisí i posunutí zóny aktivního vulkanismu. Magma se obvykle formou tavení hornin dostává k povrchu a v hloubkách od několika do desítek kilometrů se začne skladovat až vytvoří tzv. magmatický krb. Ten může být horký i po miliony let. Výlevy lávy na povrch probíhají většinou podél zlomových struktur, které mohou být dlouhé i několik desítek kilometrů.Je s podivem, že masivní výbuchy kamčatských vulkánů mají na svědomí poměrně málo lidských životů. Je to dáno poměrně řídké osídlení poloostrova. Snad víc ne vlastní sopečná činnost trápí obyvatele seismická aktivita, který sopečnou činnost poměrně často doprovází. Seismologické centrum v Petropavlovsku zaznamená ročně 700 – 800 třesů. Nejhorší následky mají patrně podmořská zemětřesení a vulkanická aktivita, které mají za následek vznik ničivých vln tsunami.
v.Karymský
v.Mutnovský
Geologové dělí sopky do skupin podle tvaru kráteru, složení hornin, mechanizmu výlevu lávy, stavby vulkanického kužele apod. Na Kamčatce bylo popsáno celkem 300 vyhaslých sopek, nicméně uvědomíme -li si, že až na malé výjimky je každý pahrbek vlastně vyhaslou sopkou, jen těžko bychom se dobrali skutečného množství. Centrem zájmu vulkanologů jsou především činné sopky. Ty se neustále hlásí ke slovu více či méně častými výbuchy spojenými s výlevy lávy nebo vyvrhováním popela ze dna kráteru. Období klidu u těchto sopek bývají spojené se zvýšeným uvolňováním tepla, vznikem různých horkých pramenů a výrony plynů (fumaroly, solfatary). Jako aktivní se na Kamčatce označuje 30 vulkánů (29 z nich s řadou již vyhaslých sopek tvoří tzv. východní vulkanicky pás, lemující od severu k jihu celé východní pobřeží; zcela stranou ostatních činných sopek stojí sopka Ičinská). Noční můrou Kamčadalů jsou tzv. dřímající sopky, které nejeví po desítky až stovky let žádnou aktivitu, v hlubině mají však schováno žhavé jádro. To se však může projevit jako dobře načasovaná bomba nečekaným výbuchem.Takovou zdánlivě vyhaslou sopkou byl například Bezymjaný. V roce 1955 zaznamenali vulkanologové zvýšenou seismickou aktivitu a záhy poté se začal v.Bezymjaný probouzet k životu slabšími výbuchy. Roku 1956 došlo k mohuté explozi, která snížila původní kužel o 200 metrů, vytvořila hluboký a vyvrhla asi krychlový kilometr materiálu, který pokryl kráter asi 500 km2 plochy. Následovaly mohutné výlevy lávy, která zaplnila koryta okolních toků a po kaňonu řeky Suchá Čapica se dostal až do vzdálenosti 128 km od centra výbuchu. Vulkanická aktivita této sopky se s kratšími nebo delšími přestávkami objevuje dodnes. Nesevernější skupinu východního vulkanického pásu (Ključevskou skupinu) tvoří celkem 15 sopek. Skupina zahrnuje 6 činných sopek (Ključevská, Ploský Tolbačik, Bezymjaný, Šiveluč, Uškovský, Zarečný) a 9 vyhaslých sopek (Charčinský, Ostrý Tolbačik, Kámen, Krestovský, Sredný, Oválná Zimina a Velká a malá Udina). Skupině vévodí mohutný kužel Ključevské (4750m – 4850m) – nejvyšší činná sopka Eurasie. Rozdílné údaje o nadmořské výšce jsou dány častou sopečnou aktivitou, díky níž dochází k neustálé změně nadmořské výšky. O značné aktivitě Ključevskíé svědčí i fakt, že 100 km3 materiálu tvořící její kužel se nahromadilo za pouhých 5000 let.Tento čas je v geologickém měřítku zcela zanedbatelný.Tento časový usek je krátký i na to, aby se magma zachycené 300 m pod povrchem ochladilo na 850°C a začalo tuhnout. Stejně tak erozní procesy snižující výšku vulkánu prohrávají tento nerovný boj. Průměrná rychlost mechanického zvětrávání je asi 110 cm za 1000 let. To se ani nezmiňujeme o chemickém rozpadu hornin, který začne za běžných podmínek být efektivní až za 40 000 let. Za 5000 let své existence se stačila Ključevská probudit k životu celkem asi 700x, přičemž výbuchy se opakovaly v průměru po 20 – 30 letech. Terén svahů Ključevské se ukázal jako ideální pro testové zkoušky ruského měsíčního vozítka Lunochodu. Lunochod úspěšně prošel trasu od úpatí Ključevské až do kráteru, kde již zůstal. Dalším významným vulkánem skupiny je Ploský Tolbačik. Jeho výbuch v roce 1975 představoval největší geologickou 20. stol. v kamčatské oblasti a zároveň patří mezi nejlépe dokumentované sopečné výbuchy na světě. Ruská vláda pro dokumentaci tohoto výbuchu otevřela na inkriminovaný čas zakázanou zónu a pozvala i světové novináře včetně československých. Po výbuchu se celá oblast opět uzavřela. Vznik Tolbačinského vulkánu (regionální trhlinová zóna Ploského a Ostrého Tolbačiku) spadá do období pleistocénu (čtvrtohory 0,01 – 1,8 milionů let), kdy se vytvořil 3682 m vysoký kužel dnes již vyhaslého Otrého Tolbačiku. V tomto období vznikl i Ploský Tolbačik, který se však do dnešní doby ke spánku neuložil a patří ke stále aktivním sopkám. Současná podoba sopky byla dána při výbuchu v letech 1975 – 1976, kdy vytvořil i 500 m hluboký a 1700 široký vrcholový kráter. Poslední velmi silná dlouhodobá aktivita v této oblasti začala koncem roku 2012 a utichla na podzim roku 2013. Vytvořily se dva dlouhé lávové potoky jihozápadně pod Ploským Tolbačikem, jeden kratší o délce asi 15 km a druhý okolo 30 km. V současné době jeví sopka určité uklidnění a pohasíná i fumarolová aktivita, která je dnes soustředěna v okolí kráteru. Ovšem drobné otřesy zaznamenávané seismografy dává tušit, že vulkán ještě neřekl opět své poslední slovo. V okolí sopky jsou zbytky ohořelých stromů a místa, která odmítají přijmout jakoukoliv vegetaci. Ze skupiny sopek, které se tyčí přímo nad Petropavlovskem (Avačinská, Korjacká a Viljučinská) je v současnosti nejaktivnější Avačinská sopka. Byla to právě ona, která 13.1.1991 vyrušila dvěma ohromnými výbuchy nepřipravené obyvatele Petroavlovsku. Vulkanologové byli velmi překvapeni protože nezaznamenali žádnou aktivitu, která by byla předzvěstí těchto výbuchů. Tato sopka překvapila i jinak. Při mikroskopickém studiu andezitových hornin byly objeveny minerály zcela netypické pro tuto oblast a typ hornin – diamanty. Je jich sice málo a jsou poměrně nekvalitní, ale vulkanologové byli donuceni změnit teorie o vzniku magmatu v těchto oblastech. Netypická hornina dostala podle místa svého vzniku název avačit. Na jih od Petropavlovsku se nachází skupina sopek Mutnovská, Gorelaja a Žirovskaja. Mutnovskou sopku tvoří 4 různě staré stratovulkány, které se slily do jednoho útvaru. Staré krátery o hloubce 300 – 600 m jsou vyplněny věčným ledem a sněhem. Výplň je tvořena silně rozpraskaným ledovce zajímavého složení a stavby. Mutnovská je však známa hlavně díky ohromnému fumarolovému poli, které patří k největším na světě. Kromě úchvatných pohledů přináší výrony jedovatých polí i značné nebezpečí (např. kaňon řeky Vulkanaja, dostal také název Ovrag Opasnyj – Nebezpečný kaňon). V současné době zde pod úpatím stojí Mutnovská hydrotermální elektrárna. Mutnovská sopka byla donedávna považována za přírodní div světa. Toto označení jí vynesl aktivní kráter vyzdobený sirnými sloupy a bahenními kotli a říčka vytékající z kráteru osmimetrovým vodopádem. Po výbuchu v roce 2000 zanechala však dno kráteru plné prachu a popela bez jakékoliv stopy po někdejší kráse. Dokonce i říčka protékající kráterem zmizela. Co přetrvává je nádherný pohled z hrany starého kráteru na ledovec s prostupujícími fumarolami. Vedle vlastního kráteru vzniklo nádherné modrozelené jezírko o průměru asi 300 m. Na jeho břeh se však sestoupit nedá. Avšak již černé povlaky síry srážející se na hladině napovídají, že zřejmě díky svému chemickému složení není vhodné ke koupání. Významnou dominantou této skupiny sopek je v.Goreaja.Tvoří ji celkem 12 kráterů. V zářezech na svazích vulkánu můžeme jako v knize sledovat tvorbu spečených hornin od sypkého nezpevněného materiálu přes částečně zpevněné tufy až po ignimbrity. Turisty přitahují především kráterová jezírka, která se vytvořila na vrcholu mladších kuželů. Poslední silnější aktivita této sopky proběhla od roku 2011- 2015 .V průběhu těchto let aktivity vulkánu zaniklo sirné jezírko a od roku 2017 se pomalu opět začíná utvářet.
v.Malý Semjačik
mapa aktivních vulkánů
Voda a vodní zdroje
Na Kamčatce je více než 100 000 řek. Největší kamčatskou řekou je řeka Kamčatka,která má 7700 přítoků a odvodňuje plochu 55 900 km2, tedy více než desetinu poloostrova. Koryto řeky Kamčatky měří 758 km a je splavná v délce 485 km. Mezi další vělké řeky patří Tigil (300 km), Morošenaja (270 km) a Županova (242 km). Názvy řek jsou většinou odvozeny od některé z vlastností toku (např.Mutnaja – „Kalná“, Bystraja – „Rychlá“, Bolšaja – „Velká“). Kamčatské řeky jsou také velmi známé rodištěm několika druhů lososů, kteří zde mají velmi příznivé podmínky pro svůj život a to je velmi čistá voda. Proto je také i tento losos velmi oblíben mezi labužníky ryb po celém světě nejen pro svoji kvalitu masa ale i pro velmi chutný kaviár. Na řekách se vlivem množství tajícího sněhu po zimní sezóně zvedá hladina a z řek se tak stávají bouřlivé a rozměrné toky s mnoha peřejemi a vodopády. Až 80 m vysoký se nachází u Mutnovky a 60 m pod v.Viljučinským . Na tomto poloostrově najdete na 100 000 jezer. Největším jezerem Kamčatky je Něrpičnoe (522 km²), je slané. Ovšem zajímavější než jeho rozloha jsou tuleni, obyvatelé tohoto jezera („něrpy“). Ze sladkovodních je největší Kronocké (246 km²), Kurilské ((98 km²), Tálovské (44 km²) a Planské (28 km²). Jezera na Kamčatce mají většinou ledovcový původ nebo se vytvořila v důsledku pohybů velkých horninových mas – tzv. tektonických pohybů. Tektonického původu je i nejznámější kamčatské jezero, jezero Kurilské. Vzniklo spojením několika sopečných kráterů. Jeho největším bohatstvím, kromě obrovských zásob pitné vody, jsou každoroční tahy lososů – něrky. Na poloostrově se nachází také na 415 ledovců o celkové ploše 880 km2. Dobře dostupný ledovec v kráteru Muntovky o ploše 2 km². Na Kamčatce najdem asi 150 skupin horkých pramenů, přičemž každá z těchto skupin zahrnuje desítky míst s vyvěrající horkou vodou.Teplo, které ohřívají podzemní vody dodávají v podzemí ještě nevychladlé horniny nebo magma spolu s uvolňovanými plyny, které představují pozůstatky sopečné činnosti. Výskyt horkých pramenů však není vázán jen na oblasti s aktivním vulkanismem, ale vyskytují se i v podnoží již vyhaslých sopek a svědčí o tom, že magma skryté v hlubině chladne jen velmi pomalu. Horká voda se na povrch může dostat buď jako pramen nebo jako gejzír. Voda se v hlubině ohřívá a vzniká pára, která vytlačuje kapalinu nad sebou vzhůru. K tvorbě gejzírů je nutné, aby tlak vody byl dostatečně silný na vyvržení vody do vzduchu. Aby k tomu došlo, je třeba překrýt výstup vody shora pokličkou (např. vychladlý lávový proud) a vodě nechat jen malý otvor, kterým může postupovat k povrchu. Řada horkých i studených pramenů poskytuje i minerální vody. Jejich složení se pohybuje od hydrokarbonát-sodných, přes hydrokarbonát-manganové, chlorido-sodné, sulfáto-sodné, vápenaté až po sulfátové a řadu dalších. Pro kamčatské minerálky je charakteristický poměrně vysoký obsah kyseliny borité (koncentrace dosahují až 500 mg/l). Problémy při nadměrné konzumaci může způsobit vysoký obsah arsenu v některých z nich. Většina minerálních je léčivá. K Timonovským horkým pramenům se váže legenda, podle níž byly léčivé účinky těchto vod objeveny pravoslavným knězem Timonovem. Tento muž se účastnil kozácké výpravy vedené Atlasovem. Po strastiplné cestě však onemocněl a cítil, že se blíží jeho konec . Poprosil tedy své kolegy, aby ho zanechali u pramenů. Po dlouhém přemlouvání mu kozáci vyhověli a s vědomím, že brzy zemře ho zanechali uprostřed divočiny. Jaké však bylo jejich překvapení, když se po roce na toto místo vrátili a spatřili kněze v plné síle, jak staví srub.
řeka Tajonskaja
vodopád na opasném kaňonu u v.Mutnovského
řeky zde tvoří na mnohých místech labyrinty
