تويت
لأسباب عديدة منها، الصفائح التكتونية، والظروف الجوية القاسية، وتحركات الحمم، وتغيرات الطقس، كل من هذه قد تكون سببًا في إثارة أحد البراكين.
بقلم (إيريانا هوفرنان ماركس- Ariella Heffernan-Marks)
فيما يختص بالثورات البركانية هناك الكثير مما يحدث بمَنأى عن ناظري الإنسان، وذلك لكونها ظاهرة معقدة تنتج للعديد من الأسباب.
فتحتنا تمامًا – أي تحت القشرة الأرضية – توجد العديد من طبقات الصخور المنصهرة، بفعل الحرارة العالية لقلب الأرض، والتي تتحول لصهارة بركانية، وتحتوي الصهارة البركانية على العديد من الغازات ففي أغلب الأحوال تحتوي ثاني أوكسيد الكربون وبخار الماء وثاني أوكسيد الكبريت وتظل هذه الغازات بين ثنايا الصهارة العالقة تحت غطاء من الصخور الصلبة.
ولكونها أقل كثافة من الصخور أعلاها بسبب طبيعتها السائلة، فتبدأ في الصعود تدريجيًا، وبالتتابع يتصاعد بخار الماء على شكل فقاعات، الأمر الذي يزيد من الكثافة النسبية لكلًا من ثاني أوكسيد الكربون وثاني أوكسيد الكبريت.
وبمرور الوقت يصل حجم تلك الغازات إلى 1000 من حجمها الطبيعي مما يزيد الضغط على الطبقات العليا إلى أن يحدث الثوران.
ويشابه هذا الأمر إلى حد كبير زجاجة من الشراب ترج بشدة ويندفع منها الشراب عند فتح الغطاء، وما يحدث عند رج الزجاجة هو أنك تفصل جزيئات ثاني أوكسيد الكربون مكونًا ضغطًا متصاعدًا من الغاز.
فعندما تتحرر الصهارة من خلال تمزقات في القشرة الأرضية تدعى البراكين يخرج ما يسمى بالحمم والتي تبلغ سخونتها 1100 درجة سيليزية كما يخرج معها سحب بركانية تحمل رماد البركان الساخن والغازات وقطع من الصخور المنصهرة والتي تبلغ سخونتها 1000 درجة سيليزية وتسافر بسرعة 700 كيلو مترًا بالساعة.
ما الذي يسبّب الثورات البركانية؟
الفكرة الأساسية وراء ثوران البراكين هي زيادة الضغط على الطبقات العليا الناتج عن الصهارة المتحركة تدريجيًا لأعلى، هذا بالرغم من اختلاف حول ما يسبب حركة الصهارة ونوع الثوران.
وغالبًا ما تتواجد البراكين عند حواف الصفائح التكتونية مكونةً فجوات متسعة عند السطح أو أنها تتكتل إلى الأسفل في عملية تعرف باسم الإندساس.
وعندما تنفصل الطبقات التكتونية تصعد الصهارة تدريجيًا لأعلى لسد الفجوة الناتجة من خلال انفجار لين للحمم البازلتية بسخونة تصل من 800 إلى 1200 درجة سيليزية.
بالإضافة لذلك فإنه عندما تندفع أحد الصفائح التكتونية لأسفل تتحد الصخور المنصهرة و الرواسب ومياه البحر بالصهارة السطحية مكونة صهارة حديثة، وفي نهاية المطاف تفيض الطبقات إلى أن يحدث الثوران الذي يخرج حمم بركانية لزجة وسميكة تصل درجة حرارتها من 800 إلى 1000 درجة سيليزية.
ومع ذلك، لا تعد الصفائح التكتونية هي المسبب الوحيد لثوران البراكين. فانخفاض درجة حرارة الصهارة القديمة سيسبب تبلورها وغوصها للأسفل وسينتج عن ذلك صعود الصهارة الحديثة للأعلى تمامًا كما يحدث عند إسقاط قالب من الطوب في دلو من الماء.
ويمكن لانخفاض ضغط الصهارة أن يسبب ثورانًا أيضًا بسبب تراجع قدرتها على حجم الضغوط المتزايدة من الداخل.
وعادةً ما تحدث هذه الظاهرة بفعل عوامل طبيعية مثل الأعاصير، التي تقلل من كثافة الصخور، أو من خلال الانصهار الجليدي فوق طبقات الصهارة، الأمر الذي يغير من تكوين الصخور. ويعتقد أن الانصهار الجليدي هو السبب وراء ثوران بركان Eyjafjallajökull في عام 2010 في آيسلندا.
البراكين المسماة بالبقع الساخنة هي براكين تتشكل بعيدًا عن حدود الصفائح التكتونية، وتتشكل عندما تتحرك الصفائح كاشفة بذلك المواد المتصاعدة من وشاح الأرض والتي تعرف بـ ريش الوشاح. و وجد هذا النوع من البراكين في جزر هاواي.
ما هي أنواع البراكين؟
يوجد ثلاثة أنواع رئيسية للبراكين…
1- البركان الدرعي shield volcano : هو بركان له ما يشبه القبة في أعلاه، وغالبًا ما يطلق الحمم البازلتية بصورة أقل ضراوة حيث تتم العملية ببطء ونعومة ويكون من السهل للبشر تجاوزه.
2- البركان الطبقي stratovolcano : غالبًا ما يكون مخروطي الشكل وينتج الصهارة المتوسطة، ويثور بشكل عنيف وينتج تدفقات من الرماد البركاني والطين. ويعد بركان جبل أغونج النشط في بالي أحد براكين هذه الفئة.
3- البحيرات البركانية: هي مناطق تشبه في شكلها الأحواض وتطلق الحمم الريولتية ذات درجة حرارة ما بين 650 إلى 800 درجة سيليزية.
ويعود السبب وراء هذا الشكل إلى ضخامة ثورانها الذي يؤدي لانهيار طبقات الصهارة. إذ يحدث الثوران بتفريغ كامل الصهارة حيث تظل أسيرة الكهف الذي شكلته. ومن ثم تتكرر العملية مرة أخرى بصورة دورية. وهذا لا يعني أن البركان في خمود.
كيف يحدد حجم الثوران؟
يحدد حجم الثوران بمقدار سمك الصهارة وكثافة الغازات بداخلها ومقدار الصهارة الجديدة التي تدخل للطبقات.
تسمح تركيبة الحمم البركانية البازلتية بهروب الغازات منها، مما ينتج عنه ثورانًا أقل حدة، بينما لا تسمح الحمم المتوسطة وحمم الريوليت بهروب الغاز منها مما يزيد من تأثير الثوران المدمر.
المخاطر البركانية:
يعتبر البعض الحمم البركانية هي الأكثر خطورة من بين مكونات الثوران، ولكن هناك العديد من المخاطر التي تنتج من توابع الثوران و أخطرها، السحب التي تحمل تدفقات الحمم البركانية والتي تدمر أي شيء يعترض طريقها.
ويليها من حيث الخطورة سحب الرماد البركاني والأمطار البركانية والوحل والزلازل وظاهرة تسونامي وأنماط الطقس غير المعتادة والإنهيارات الجليدية.
بقلم (إيريانا هوفرنان ماركس- Ariella Heffernan-Marks)
فيما يختص بالثورات البركانية هناك الكثير مما يحدث بمَنأى عن ناظري الإنسان، وذلك لكونها ظاهرة معقدة تنتج للعديد من الأسباب.
فتحتنا تمامًا – أي تحت القشرة الأرضية – توجد العديد من طبقات الصخور المنصهرة، بفعل الحرارة العالية لقلب الأرض، والتي تتحول لصهارة بركانية، وتحتوي الصهارة البركانية على العديد من الغازات ففي أغلب الأحوال تحتوي ثاني أوكسيد الكربون وبخار الماء وثاني أوكسيد الكبريت وتظل هذه الغازات بين ثنايا الصهارة العالقة تحت غطاء من الصخور الصلبة.
ولكونها أقل كثافة من الصخور أعلاها بسبب طبيعتها السائلة، فتبدأ في الصعود تدريجيًا، وبالتتابع يتصاعد بخار الماء على شكل فقاعات، الأمر الذي يزيد من الكثافة النسبية لكلًا من ثاني أوكسيد الكربون وثاني أوكسيد الكبريت.
وبمرور الوقت يصل حجم تلك الغازات إلى 1000 من حجمها الطبيعي مما يزيد الضغط على الطبقات العليا إلى أن يحدث الثوران.
ويشابه هذا الأمر إلى حد كبير زجاجة من الشراب ترج بشدة ويندفع منها الشراب عند فتح الغطاء، وما يحدث عند رج الزجاجة هو أنك تفصل جزيئات ثاني أوكسيد الكربون مكونًا ضغطًا متصاعدًا من الغاز.
فعندما تتحرر الصهارة من خلال تمزقات في القشرة الأرضية تدعى البراكين يخرج ما يسمى بالحمم والتي تبلغ سخونتها 1100 درجة سيليزية كما يخرج معها سحب بركانية تحمل رماد البركان الساخن والغازات وقطع من الصخور المنصهرة والتي تبلغ سخونتها 1000 درجة سيليزية وتسافر بسرعة 700 كيلو مترًا بالساعة.
ما الذي يسبّب الثورات البركانية؟
الفكرة الأساسية وراء ثوران البراكين هي زيادة الضغط على الطبقات العليا الناتج عن الصهارة المتحركة تدريجيًا لأعلى، هذا بالرغم من اختلاف حول ما يسبب حركة الصهارة ونوع الثوران.
وغالبًا ما تتواجد البراكين عند حواف الصفائح التكتونية مكونةً فجوات متسعة عند السطح أو أنها تتكتل إلى الأسفل في عملية تعرف باسم الإندساس.
وعندما تنفصل الطبقات التكتونية تصعد الصهارة تدريجيًا لأعلى لسد الفجوة الناتجة من خلال انفجار لين للحمم البازلتية بسخونة تصل من 800 إلى 1200 درجة سيليزية.
بالإضافة لذلك فإنه عندما تندفع أحد الصفائح التكتونية لأسفل تتحد الصخور المنصهرة و الرواسب ومياه البحر بالصهارة السطحية مكونة صهارة حديثة، وفي نهاية المطاف تفيض الطبقات إلى أن يحدث الثوران الذي يخرج حمم بركانية لزجة وسميكة تصل درجة حرارتها من 800 إلى 1000 درجة سيليزية.
ومع ذلك، لا تعد الصفائح التكتونية هي المسبب الوحيد لثوران البراكين. فانخفاض درجة حرارة الصهارة القديمة سيسبب تبلورها وغوصها للأسفل وسينتج عن ذلك صعود الصهارة الحديثة للأعلى تمامًا كما يحدث عند إسقاط قالب من الطوب في دلو من الماء.
ويمكن لانخفاض ضغط الصهارة أن يسبب ثورانًا أيضًا بسبب تراجع قدرتها على حجم الضغوط المتزايدة من الداخل.
وعادةً ما تحدث هذه الظاهرة بفعل عوامل طبيعية مثل الأعاصير، التي تقلل من كثافة الصخور، أو من خلال الانصهار الجليدي فوق طبقات الصهارة، الأمر الذي يغير من تكوين الصخور. ويعتقد أن الانصهار الجليدي هو السبب وراء ثوران بركان Eyjafjallajökull في عام 2010 في آيسلندا.
البراكين المسماة بالبقع الساخنة هي براكين تتشكل بعيدًا عن حدود الصفائح التكتونية، وتتشكل عندما تتحرك الصفائح كاشفة بذلك المواد المتصاعدة من وشاح الأرض والتي تعرف بـ ريش الوشاح. و وجد هذا النوع من البراكين في جزر هاواي.
ما هي أنواع البراكين؟
يوجد ثلاثة أنواع رئيسية للبراكين…
1- البركان الدرعي shield volcano : هو بركان له ما يشبه القبة في أعلاه، وغالبًا ما يطلق الحمم البازلتية بصورة أقل ضراوة حيث تتم العملية ببطء ونعومة ويكون من السهل للبشر تجاوزه.
2- البركان الطبقي stratovolcano : غالبًا ما يكون مخروطي الشكل وينتج الصهارة المتوسطة، ويثور بشكل عنيف وينتج تدفقات من الرماد البركاني والطين. ويعد بركان جبل أغونج النشط في بالي أحد براكين هذه الفئة.
3- البحيرات البركانية: هي مناطق تشبه في شكلها الأحواض وتطلق الحمم الريولتية ذات درجة حرارة ما بين 650 إلى 800 درجة سيليزية.
ويعود السبب وراء هذا الشكل إلى ضخامة ثورانها الذي يؤدي لانهيار طبقات الصهارة. إذ يحدث الثوران بتفريغ كامل الصهارة حيث تظل أسيرة الكهف الذي شكلته. ومن ثم تتكرر العملية مرة أخرى بصورة دورية. وهذا لا يعني أن البركان في خمود.
كيف يحدد حجم الثوران؟
يحدد حجم الثوران بمقدار سمك الصهارة وكثافة الغازات بداخلها ومقدار الصهارة الجديدة التي تدخل للطبقات.
تسمح تركيبة الحمم البركانية البازلتية بهروب الغازات منها، مما ينتج عنه ثورانًا أقل حدة، بينما لا تسمح الحمم المتوسطة وحمم الريوليت بهروب الغاز منها مما يزيد من تأثير الثوران المدمر.
المخاطر البركانية:
يعتبر البعض الحمم البركانية هي الأكثر خطورة من بين مكونات الثوران، ولكن هناك العديد من المخاطر التي تنتج من توابع الثوران و أخطرها، السحب التي تحمل تدفقات الحمم البركانية والتي تدمر أي شيء يعترض طريقها.
ويليها من حيث الخطورة سحب الرماد البركاني والأمطار البركانية والوحل والزلازل وظاهرة تسونامي وأنماط الطقس غير المعتادة والإنهيارات الجليدية.