تويت
البركان هو فتحة أو شق في القشرة الأرضية تثور من خلالها الصهارة (الحِمَم) والرماد والصخور والغازات، وهو أيضًا جبل يتكون من تراكمات نواتج الثوران.
تواجدت البراكين على الأرض منذ فجر التاريخ، وهي مسؤولة عن العديد من الكوارث الطبيعية، فبحسب بحث نُشر في عام 2015، كانت السبب في الإنقراض الجماعي في العصر البرمي منذ حوالي 250 مليون عامًا مضت، والذي يُعد أكبر انقراض حدث في تاريخ الأرض، ولم يقتصر تواجدها على عالمنا فقط، فقد تواجدت على سطحي القمر والمريخ ولكنها خامدة منذ وقت طويل، ولكنها نشطة جدًا على سطح قمر المشتري (IO)، ويسعى الباحثون حاليًا لإيجاد طرق تمكنهم من التنبؤ بمواعيد ثوران البراكين على الأرض، وذلك بتحليل الأدلة المرتبطة بالبراكين كالبلورات والغازات.
لنلق نظرة على كيفية تكون البراكين على الأرض:
يتراوح سُمْك القشرة الأرضية، طبقًا للجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية، من 3 إلى 37 ميل (5 إلى 60 كم)، مقسمةً بحسب بحث لكريستوفر هاريسون (Christopher Harrison) من جامعة ميامي نُشر في عام 2016، إلى سبع قطع كبيرة و152 قطعة صغيرة تُدعى (الألوح التكتونية – Plate Tectonics)، تطفو تلك الألواح فوق طبقة شبه سائلة من الصخور المنصهرة والغازات الذائبة بها وتسمى الصهارة أو الماجما. على حدود الألواح، حيث تحدث الحركة فإما يدفع بعضهم بعضًا للأسفل أو يتحركون بعيدًا عن بعضهم البعض، تشق الماجما التي هي أخف مما حولها من الصخور طريقها إلى الأعلى عبر المسامات والشقوق، فإما تنفجر من خلالها أو تتدفق في البركان كوعاء يفيض بما فيه، وجدير بالذكر أن الماجما عندما تخرج إلى السطح فإنها تدعى الحِمَمَ (lava).
أنواع البراكين الرئيسية:
البراكين المخروطية (مخلفات الصهير المخروطية – Scoria cones):
أكثر الأنواع شيوعًا -بحسب جامعة سان دييغو- وهو الشكل الأكثر شهرة للبراكين وهي تأخذ شكل المخروط النموذجي المتماثل، تتواجد إما منفصلة (single volcanoes) أو على شكل براكين ثانوية، تُدعى البراكين الطفيلية (Parasitic Volcanoes)، على جوانب البراكين الدرعية، تُدعى المقذوفات الخارجة من البراكين المنفصلة باسم (التفرا – Tephra). تبرد الحمم بسرعة بعد خروجها من البركان على هيئة صخور بركانية مكون فوهة عند قمة البركان، عادة ما تكون تلك البراكين صغيرة حجمًا حيث يترواح طولها من 300 قدم (91 متر) ولا يزيد عن 1200 قدم (366 متر)، ولكن يمكن أن تكون في فترة صغيرة نسبيًا، بضعة شهور أو سنوات.
البراكين الطبقية (Stratovolcanoes):
تُدعى أيضا بالبراكين المركبة (Composite Volcanoes) لأنها تتكون من تبادلات من الحمم والرماد وكتل الصخور الصلبة، تكون أكثر ضخامة من المخروطية وترتفع حتى 8000 قدم (2438 متر)، تتألف من نظام متصل من الشقوق يمتد من خزان الصهير تحت السطح، عند الخمود عادة ما تتألف من جوانب مقعرة حادة الميل تنزلق عن فوهة صغيرة نسبيًا.
تثور بعنف شديد نتيجة احتباس الضغط في غرفة الصهارة في غازات تحت ظروف هائلة من الضغط ودرجة الحرارة، وعند وصول الصهارة للقنوات يتحرر الضغط وتنفجر الغازات، مثل سلوك الصودا في زجاجة مياة غازية تم رجّها بعنف وفُتحت فجأة، ونتيجة لتكونها تحت السطح في نظام متصل، فهي عادة ما تثور على جوانب وفوهة المخروط، لذا فهي تُعتبر الأكثر عنفًا.
في الثامن عشر من مايو 1980، ثار بركان جبل سانت هيلين (Mount St. Helens)، وهو مثال على البراكين الطبقية، وقد قُتل 57 شخصًا كما تدمرت حوالي 230 ميلًا مربعًا من مساحة الغابة المحيطة، وخلال اليوم، نقلت الرياح حوالي 520 مليون طن من الغبار البركاني شرقًا عبر الولايات المتحدة مما سبب حالة من الظلام التام في سبوكن في واشنطن، على مسافة 250 ميلًا من البركان.
البراكين الدرعية (Shield Volcanoes):
براكين ضخمة معتدلة الميل، تتكون من طبقة رقيقة من الحمم في جميع الإتجاهات حول شقّ مركزي، تمتلك قاعدة عريضة بقطر يصل لعدة أميال، وتكون المنطقة الوسطى مائلة بحدة، مع قمة مسطحة.
ويعطيها التحدب شكل درع من العصور الوسطى، والثوران فيها لا يكون في العادة انفجاريًا، بل يأخذ شكل فيضان السائل حول حافة وعاء ممتلئ. يعتبر بركان مونا لوي في هاواي أكبر بركان في العالم، حيث يبلغ ارتفاعه من قاعدته تحت سطح البحر إلى قمته حوالي 17000 متر منهم 4170 متر فوق سطح البحر، ويُعد هذا البركان كمثال على البراكين الدرعية كما أنه أحد أكثر براكين الأرض نشاطًا، وكان آخر ثوران له في عام 1984 ويتم رصد هذا البركان بمنتهى الحرص.
قباب الحِمَم (Lava Domes):
تتكون هذه القباب عندما تكون الحمم شديدة اللزوجة ولا تستطيع الحركة، مما ينتج عنه تكون فقاعة من الصخور الباردة فوق الشقوق، وترتفع هذه الحمم أثناء تصلب سطحها مكونة شكل القبة. غالبًا ما تتكون هذه القباب في فوهة البراكين الطبقية، ويعتبر جبل سانت هيلين مثالا على ذلك حيث أنه يمتلك -بحسب ناسا- العديد من قباب الحِمَم داخل فوهته.
مظاهر بركانية أخرى:
بجانب المظاهر البركانية الشهيرة كجبل فوجي (Mount Fuji) في اليابان، وكليمنجارو (Kilimanjaro) في تنزانيا، يُعد النشاط البركاني مسؤلًا عن العديد من المظاهر البركانيّة الأخرى المميزة أيضًا.
الكالديراس (Calderas):
والكالديرا عبارة عن منخفض مجوف يتكون من انهيار البركان إلى داخل تجويف تكون بعد تفريغ غرفة الصهارة من الماجما، وتنقسم إلى ثلاثة أنواع، بحسب جامعة سان دييغو:
عندما تتصلب الماجما في شقوق البركان فإن الصخور الصلبة الكثيفة تكوّن العنق والتي غالبًا ما تبقى حتى بعد تآكل ما حولها من الصخور الرخوة بفعل التعرية، وهذا يُنتتج العديد من المظاهر المثيرة مثل برج الشيطان (Devil’s Tower) في وايومينغ (Wyoming).
هضاب الحمم (Lava Plateaus):
قد تثور البراكين الدرعية على طول خطوط من الشقوق بدلًا من شق مركزي تسيل منه الحمم، مكونة طبقات متتابعة، وبحسب موسوعة بريتانكا، فإنه بمرور الوقت تكوّن هذه الطبقات هضابًا واسعة، مثل هضبة كولومبيا، والتي غالبًا ما تُقطع بالأودية العميقة التي تكشف الطبقات الصخرية.
مخروط توف Tuff cones:
تُعرف أيضًا باسم مارس، هي فوهات مسطحة وضحلة يعتقد العلماء أنها تتكون نتيجة التمدد الشديد للغازات والأبخرة في الصهارة، يترواح حجمها من 200 إلى 6500 قدم عرضًا، وعمقها من 30 إلى 650 قدم، وعادةً ما تُملأ بالماء مكونة البحيرات الطبيعية، تتواجد في المناطق البركانية الحديثة جيولوجيًّا في العالم مثل غرب الولايات المتحدة ومنطقة إيفل (Eifel) في ألمانيا.
أهم الإنفجارات البركانية التاريخية:
قمة لاسين (Lassen Peak) في ولاية كاليفورنيا:
ثار ما بين عام 1914 و1917، ولكن لم يسبب بوفيات، بحسب جهاز المتنزهات الوطنية الأمريكية، ويُرجح أن يثور مرة أخرى.
الوادي الطويل (Long Valley) في ولاية كاليفورنيا:
كالديرا الوادي الطويل هو منخفض بعرض 10 أميال وطول 20 ميلًا في جبال سييرا نيفادا سببه ثوران قبل 700,000 عام، حيث لفظ انفجار هائل الصخور الذائبة من على عمق 4 ميل تحت السطح، واستقر الركام فيما بعد على انخفاض يزيد على ميل حيث يُوجد الصهير، لازال الصهير يغذي الينابيع الساخنة في الكالديرا، وقد اعتبرت زلازل عام 1980 بداية النشاط الجديد والتي شهدت ازاحة الينابيع الساخنة وسلسلة من الزلازل الصغيرة الأخرى، ويقول الجيولوجيون بأنه من المحتمل أن يكون هذا إشارة على صعود الصهارة مرة أخرى من الأسفل، وأنه من المحتمل أن تثور هذه المنطقة مرة أخرى.
جبل شاستا (Mount Shasta) في كاليفورنيا:
شُوهد آخر ثوران له عام 1786، ويُعتقد أنه يثور مرة كل 600 إلى 800 عام -بحسب الجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية- والجبل ذو أهمية لأنه يعد من أبرز المعالم الطبيعية المذهلة في شمال كايفورنيا.
كيلاويا ومونا لوا (Kilauea and Mauna Loa) في هاواي:
يثوران كل عامين أو ثلاثة أعوام في ثورانات غير متفجرة، مما جعلهما، بحسب الجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية وأيضًا جامعة هاواي، أكثر براكين العالم النشطة دراسةً.
تواجدت البراكين على الأرض منذ فجر التاريخ، وهي مسؤولة عن العديد من الكوارث الطبيعية، فبحسب بحث نُشر في عام 2015، كانت السبب في الإنقراض الجماعي في العصر البرمي منذ حوالي 250 مليون عامًا مضت، والذي يُعد أكبر انقراض حدث في تاريخ الأرض، ولم يقتصر تواجدها على عالمنا فقط، فقد تواجدت على سطحي القمر والمريخ ولكنها خامدة منذ وقت طويل، ولكنها نشطة جدًا على سطح قمر المشتري (IO)، ويسعى الباحثون حاليًا لإيجاد طرق تمكنهم من التنبؤ بمواعيد ثوران البراكين على الأرض، وذلك بتحليل الأدلة المرتبطة بالبراكين كالبلورات والغازات.
لنلق نظرة على كيفية تكون البراكين على الأرض:
يتراوح سُمْك القشرة الأرضية، طبقًا للجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية، من 3 إلى 37 ميل (5 إلى 60 كم)، مقسمةً بحسب بحث لكريستوفر هاريسون (Christopher Harrison) من جامعة ميامي نُشر في عام 2016، إلى سبع قطع كبيرة و152 قطعة صغيرة تُدعى (الألوح التكتونية – Plate Tectonics)، تطفو تلك الألواح فوق طبقة شبه سائلة من الصخور المنصهرة والغازات الذائبة بها وتسمى الصهارة أو الماجما. على حدود الألواح، حيث تحدث الحركة فإما يدفع بعضهم بعضًا للأسفل أو يتحركون بعيدًا عن بعضهم البعض، تشق الماجما التي هي أخف مما حولها من الصخور طريقها إلى الأعلى عبر المسامات والشقوق، فإما تنفجر من خلالها أو تتدفق في البركان كوعاء يفيض بما فيه، وجدير بالذكر أن الماجما عندما تخرج إلى السطح فإنها تدعى الحِمَمَ (lava).
أنواع البراكين الرئيسية:
البراكين المخروطية (مخلفات الصهير المخروطية – Scoria cones):
أكثر الأنواع شيوعًا -بحسب جامعة سان دييغو- وهو الشكل الأكثر شهرة للبراكين وهي تأخذ شكل المخروط النموذجي المتماثل، تتواجد إما منفصلة (single volcanoes) أو على شكل براكين ثانوية، تُدعى البراكين الطفيلية (Parasitic Volcanoes)، على جوانب البراكين الدرعية، تُدعى المقذوفات الخارجة من البراكين المنفصلة باسم (التفرا – Tephra). تبرد الحمم بسرعة بعد خروجها من البركان على هيئة صخور بركانية مكون فوهة عند قمة البركان، عادة ما تكون تلك البراكين صغيرة حجمًا حيث يترواح طولها من 300 قدم (91 متر) ولا يزيد عن 1200 قدم (366 متر)، ولكن يمكن أن تكون في فترة صغيرة نسبيًا، بضعة شهور أو سنوات.
البراكين الطبقية (Stratovolcanoes):
تُدعى أيضا بالبراكين المركبة (Composite Volcanoes) لأنها تتكون من تبادلات من الحمم والرماد وكتل الصخور الصلبة، تكون أكثر ضخامة من المخروطية وترتفع حتى 8000 قدم (2438 متر)، تتألف من نظام متصل من الشقوق يمتد من خزان الصهير تحت السطح، عند الخمود عادة ما تتألف من جوانب مقعرة حادة الميل تنزلق عن فوهة صغيرة نسبيًا.
تثور بعنف شديد نتيجة احتباس الضغط في غرفة الصهارة في غازات تحت ظروف هائلة من الضغط ودرجة الحرارة، وعند وصول الصهارة للقنوات يتحرر الضغط وتنفجر الغازات، مثل سلوك الصودا في زجاجة مياة غازية تم رجّها بعنف وفُتحت فجأة، ونتيجة لتكونها تحت السطح في نظام متصل، فهي عادة ما تثور على جوانب وفوهة المخروط، لذا فهي تُعتبر الأكثر عنفًا.
في الثامن عشر من مايو 1980، ثار بركان جبل سانت هيلين (Mount St. Helens)، وهو مثال على البراكين الطبقية، وقد قُتل 57 شخصًا كما تدمرت حوالي 230 ميلًا مربعًا من مساحة الغابة المحيطة، وخلال اليوم، نقلت الرياح حوالي 520 مليون طن من الغبار البركاني شرقًا عبر الولايات المتحدة مما سبب حالة من الظلام التام في سبوكن في واشنطن، على مسافة 250 ميلًا من البركان.
البراكين الدرعية (Shield Volcanoes):
براكين ضخمة معتدلة الميل، تتكون من طبقة رقيقة من الحمم في جميع الإتجاهات حول شقّ مركزي، تمتلك قاعدة عريضة بقطر يصل لعدة أميال، وتكون المنطقة الوسطى مائلة بحدة، مع قمة مسطحة.
ويعطيها التحدب شكل درع من العصور الوسطى، والثوران فيها لا يكون في العادة انفجاريًا، بل يأخذ شكل فيضان السائل حول حافة وعاء ممتلئ. يعتبر بركان مونا لوي في هاواي أكبر بركان في العالم، حيث يبلغ ارتفاعه من قاعدته تحت سطح البحر إلى قمته حوالي 17000 متر منهم 4170 متر فوق سطح البحر، ويُعد هذا البركان كمثال على البراكين الدرعية كما أنه أحد أكثر براكين الأرض نشاطًا، وكان آخر ثوران له في عام 1984 ويتم رصد هذا البركان بمنتهى الحرص.
قباب الحِمَم (Lava Domes):
تتكون هذه القباب عندما تكون الحمم شديدة اللزوجة ولا تستطيع الحركة، مما ينتج عنه تكون فقاعة من الصخور الباردة فوق الشقوق، وترتفع هذه الحمم أثناء تصلب سطحها مكونة شكل القبة. غالبًا ما تتكون هذه القباب في فوهة البراكين الطبقية، ويعتبر جبل سانت هيلين مثالا على ذلك حيث أنه يمتلك -بحسب ناسا- العديد من قباب الحِمَم داخل فوهته.
مظاهر بركانية أخرى:
بجانب المظاهر البركانية الشهيرة كجبل فوجي (Mount Fuji) في اليابان، وكليمنجارو (Kilimanjaro) في تنزانيا، يُعد النشاط البركاني مسؤلًا عن العديد من المظاهر البركانيّة الأخرى المميزة أيضًا.
الكالديراس (Calderas):
والكالديرا عبارة عن منخفض مجوف يتكون من انهيار البركان إلى داخل تجويف تكون بعد تفريغ غرفة الصهارة من الماجما، وتنقسم إلى ثلاثة أنواع، بحسب جامعة سان دييغو:
- بحيرة فوهة الكالديرا، تتكون نتيجة انهيار بركان طبقي إلى داخل غرفة الصهارة أثناء ثوران عنيف.
- كالديرا البازلت، تتكون من نمط مركزي من الحلقات، ينتج من سلسة من الانهيارات المتتابعة، وعادة ما تتواجد على قمة البراكين الدرعية، كتلك الموجودة أعلى قمة مونا لوا وكيلاويا ( Kilauea).
- الكالديراس النامية (Resurgent Calderas)، وتُعد أضخم التراكيب البركانية على الأرض، وتنتج من ثورانات كارثية والتي لا يُقارن بها أي ثوران سُجل في التاريخ الإنساني، وتُعد كالديرا الحجر الأصفر (Yellow Stone Caldera) أحيانًا تدعى البركان الأعظم (Super Volcano) مثالًا على ذلك.
عندما تتصلب الماجما في شقوق البركان فإن الصخور الصلبة الكثيفة تكوّن العنق والتي غالبًا ما تبقى حتى بعد تآكل ما حولها من الصخور الرخوة بفعل التعرية، وهذا يُنتتج العديد من المظاهر المثيرة مثل برج الشيطان (Devil’s Tower) في وايومينغ (Wyoming).
هضاب الحمم (Lava Plateaus):
قد تثور البراكين الدرعية على طول خطوط من الشقوق بدلًا من شق مركزي تسيل منه الحمم، مكونة طبقات متتابعة، وبحسب موسوعة بريتانكا، فإنه بمرور الوقت تكوّن هذه الطبقات هضابًا واسعة، مثل هضبة كولومبيا، والتي غالبًا ما تُقطع بالأودية العميقة التي تكشف الطبقات الصخرية.
مخروط توف Tuff cones:
تُعرف أيضًا باسم مارس، هي فوهات مسطحة وضحلة يعتقد العلماء أنها تتكون نتيجة التمدد الشديد للغازات والأبخرة في الصهارة، يترواح حجمها من 200 إلى 6500 قدم عرضًا، وعمقها من 30 إلى 650 قدم، وعادةً ما تُملأ بالماء مكونة البحيرات الطبيعية، تتواجد في المناطق البركانية الحديثة جيولوجيًّا في العالم مثل غرب الولايات المتحدة ومنطقة إيفل (Eifel) في ألمانيا.
أهم الإنفجارات البركانية التاريخية:
- عام 79 ق.م: بركان جبل فيزوفيوس يثور ويدّمر مدينة بومبي (Pompeii).
- عام 1669م: انفجار بركان جبل إتنا في صقلية مخلفًا 20 ألف قتيل تقريبًا.
- عام 1783م: انفجار بركان سكابتار في أيسلندا مدمرًا الزراعة والصيد ومسببًا في مجاعة أودت بحياة نصف سكان البلد.
- عام 1815م: انفجار بركان جبل تامبورا في اندونيسيا مخلفًا 10000 قتيل كما تسبب في إطلاق سحابة من الغازات الى الغلاف الجوي وهو ما تسبب فيما يطلق عليه سنة بدون صيف في أوروبا وأمريكا الشمالية عام 1816.
- عام 1883م: إنفجار بركان آخر في أندونيسيا مخلفًا 36000 قتيل ورماد بركاني في الغلاف الجوي جعلت لون القمر يبدو أزرق لمدة سنتين كاملتين.
- عام 1902م: إنفجار بركان جبل بيلي، في جزيرة مارتينيك، وملأ مدينة سانت بيير بالغاز القاتل والرماد الساخن، مما أسفر عن مقتل 29,933.
- عام 1980م: إنفجار بركان جبل سانت هيلينز في ولاية واشنطن الأمريكية، مما أسفر عن مقتل 57 شخصًا، وتسبب الدخان بظلام في المدن على بعد 85 ميلًا من موقع البركان.
- عام 1991م: بعد 600 سنة والبركان خامد، أحدث بركان جبل بيناتوبو في الفلبين قعقعات لعدة أيام قبل اندلاعه، وقَتَل أكثر من 840 شخصًا.
قمة لاسين (Lassen Peak) في ولاية كاليفورنيا:
ثار ما بين عام 1914 و1917، ولكن لم يسبب بوفيات، بحسب جهاز المتنزهات الوطنية الأمريكية، ويُرجح أن يثور مرة أخرى.
الوادي الطويل (Long Valley) في ولاية كاليفورنيا:
كالديرا الوادي الطويل هو منخفض بعرض 10 أميال وطول 20 ميلًا في جبال سييرا نيفادا سببه ثوران قبل 700,000 عام، حيث لفظ انفجار هائل الصخور الذائبة من على عمق 4 ميل تحت السطح، واستقر الركام فيما بعد على انخفاض يزيد على ميل حيث يُوجد الصهير، لازال الصهير يغذي الينابيع الساخنة في الكالديرا، وقد اعتبرت زلازل عام 1980 بداية النشاط الجديد والتي شهدت ازاحة الينابيع الساخنة وسلسلة من الزلازل الصغيرة الأخرى، ويقول الجيولوجيون بأنه من المحتمل أن يكون هذا إشارة على صعود الصهارة مرة أخرى من الأسفل، وأنه من المحتمل أن تثور هذه المنطقة مرة أخرى.
جبل شاستا (Mount Shasta) في كاليفورنيا:
شُوهد آخر ثوران له عام 1786، ويُعتقد أنه يثور مرة كل 600 إلى 800 عام -بحسب الجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية- والجبل ذو أهمية لأنه يعد من أبرز المعالم الطبيعية المذهلة في شمال كايفورنيا.
كيلاويا ومونا لوا (Kilauea and Mauna Loa) في هاواي:
يثوران كل عامين أو ثلاثة أعوام في ثورانات غير متفجرة، مما جعلهما، بحسب الجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية وأيضًا جامعة هاواي، أكثر براكين العالم النشطة دراسةً.