Brothers volcano

hydrotermální průduchy, S. Pacific, Kermadec Arc

Kde: S. Pacific, Kermadec Arc
Prostředí: arc volcano
Činnost: active, confirmed
Hloubka: 1 800 m
Nejvyšší teplota: 302 °C
Objeven: 1998 towed camera; 1996 dredging only
Poloha: -34,867°, 179,067°

Brothers je podmořská sopka v Kermadeckém oblouku asi 340 km severovýchodně od novozélandského ostrova Whakaari (White Island). V její kaldeře a na jejích stěnách, asi 1 150–1 850 m pod hladinou, fungují vedle sebe dva odlišné systémy horkých pramenů – jeden živený hlavně mořskou vodou, druhý sopečnými plyny. V roce 2018 do nich navrtala vědecká vrtná loď JOIDES Resolution. ^{[5, 2, 1]}

Jak vypadá

Sopka má oválný obrys asi 13 × 8 km. Na vrcholu je kaldera (propadlina po zhroucení sopky) protažená od severozápadu k jihovýchodu, dlouhá 3–3,5 km, se stěnami vysokými 300–500 m. Nejvyšší bod sopky leží na severozápadním okraji kaldery asi 1 350 m pod hladinou, dno kaldery asi v 1 850 m. ^{[4, 5]}

Po vzniku kaldery v ní vyrostly nové kužely, Horní a Dolní kužel (Upper a Lower Cone). Horní kužel z dacitu (světlé lávy bohaté na křemík) se zvedá asi 350 m nad dno kaldery. Lávový dóm vzniklý po zhroucení kaldery částečně splývá s její jižní stěnou. ^{[4, 5]}

Dva druhy pramenů

Na severozápadní stěně kaldery je velké pole „černých kuřáků“ – komínů, z nichž proudí tmavá horká voda. Katalog InterRidge uvádí nejvyšší naměřenou teplotu 302 °C. Komíny jsou tu bohaté na měď, zinek a zlato. Tento systém pramenů je ovlivněný hlavně mořskou vodou. ^{[4, 1, 5, 2]}

Na kuželích uprostřed kaldery vyvěrá voda rozptýleně a chladněji, pod 120 °C. Je ale bohatá na plyny a velmi kyselá, protože do ní pronikají plyny přímo z magmatu. Mračna ohřáté vody (tzv. hydrotermální vlečky) stoupají od sopky asi 750 m vzhůru. ^{[5, 2]}

Objev

Rudní minerály, které prozrazují horké prameny, se dostaly na palubu už v roce 1996 při dragování (vlečení sběrného koše po dně). Geologové Wright a kol. je v roce 1998 popsali jako první přímý doklad vysokoteplotních pramenů v soustavě Kermadeckého oblouku a pánve Havre. Samotné průduchy poprvé zachytila tažená kamera v roce 1998. ^[1]

V roce 2007 sopku podrobně zmapovala společná americko-novozélandsko-německá výprava. ^[5]

Vrty do sopky (2018)

Od 5. května do 5. července 2018 vrtala na Brothers vrtná loď JOIDES Resolution v rámci mezinárodního programu IODP (Expedice 376). Na pěti místech – v severozápadní části kaldery, v západní části kaldery a na Horním a Dolním kuželi – vyzvedla celkem 222,4 m vrtných jader dacitových hornin. ^[2]

Vrt na vrcholu Horního kužele dosáhl 359 m pod dno. Voda odebraná ve vrtu měla podle souhrnu expedice teplotu až 236 °C a pH až 1,8, byla tedy silně kyselá. Její chemie potvrdila příměs sopečných plynů; v horninách se našla i čistá síra. ^{[2, 3]}

V severozápadní části kaldery naopak hloubkové horniny přeměnila voda o teplotě kolem 250 °C. Drobné kapky tekutin uzavřené v minerálech podle prvních výsledků ukazují na dva typy roztoků: mořskou vodu pozměněnou tím, že se pod dnem rozdělila na dvě fáze (fázová separace), a velmi slanou solanku o teplotě asi 360 °C, která může přenášet kovy. ^[2]

Život

U průduchů žijí červi včetně rourkovců, přílipkovití plži, krevety a svijonožci na stopkách. Rostou tu i bílé vláknité bakterie. ^{[1, 5]}

Fakta

Nejvyšší teplota: 302 °C
Rozměry sopky: asi 13 × 8 km
Objev průduchů: 1998, tažená kamera (vzorky dragováním 1996)
Vrty IODP: Expedice 376, 2018, 5 míst
Nejkyselejší voda ve vrtu: pH 1,8

Slovníček

kaldera: velká propadlina na vrcholu sopky, která vznikne, když se po mohutné erupci zřítí strop vyprázdněného magmatického krbu
černý kuřák: komín na mořském dně, z něhož proudí velmi horká voda zčernalá drobnými částečkami sulfidů kovů
dacit: světlá sopečná hornina bohatá na křemík
hydrotermální vlečka: mračno ohřáté vody s rozpuštěnými látkami, které stoupá od průduchů do okolního moře
pH: míra kyselosti; 7 je neutrální, čím nižší číslo, tím kyselejší roztok
solanka: voda s velmi vysokým obsahem rozpuštěných solí
hydrotermální průduch: místo na mořském dně, kde vytéká voda ohřátá horkou horninou pod dnem
dragování: odběr vzorků ze dna sběrným košem nebo sítí, kterou loď vleče po dně
lávový dóm: kupa z husté lávy, která se nerozteče, ale hromadí se nad otvorem sopky
fázová separace: rozdělení horké slané vody pod dnem na řidší páru chudou na soli a hustší slanější roztok (solanku), například při varu

Zdroje

Beaulieu, S.E., Szafrański, K.M. (2020): InterRidge Global Database of Active Submarine Hydrothermal Vent Fields, Version 3.4 – Brothers volcano, PANGAEA (2020)
de Ronde, C.E.J., Humphris, S.E., Höfig, T.W. et al. (2019): Expedition 376 summary. In: Brothers Arc Flux. Proceedings of the International Ocean Discovery Program 376, doi:10.14379/iodp.proc.376.101.2019, International Ocean Discovery Program (záznam v GEOMAR OceanRep) (2019)
Expedition 376 Brothers Arc Flux – Site U1528 summary, International Ocean Discovery Program, JOIDES Resolution Science Operator (2018)
Brothers – Global Volcanism Program, Volcanoes of the World, Smithsonian Global Volcanism Program
Brothers Seamount – Wikipedia, Wikipedia

Text sestaven 2026-10-31, ověřen 2026-10-31.

Údaje o průduchu: InterRidge Vents Database v3.4 (CC BY-NC-SA 4.0). Další sopky a průduchy.