تويت
في عام 1980، حدث انفجار بركاني في جبل سانت هيلين (Mount St. Helens) كان الأكثر كلفة والأشد تدميرًا في تاريخ الولايات المتحدة. أدى هذا الانفجار البركاني إلى مقتل 57 شخصًا وتدمير 250 منزلًا وجرف 47 جسرًا. ما يزال جبل سانت هيلين يعاني اليوم من زلازل وانفجارات طفيفة، ويملك الآن حفرة على شكل حدوة حصان مع قبة حمم بداخله. تتكون القبة من (الحمم البركانية – lava) التي تتسرب إلى الداخل. تجدر الإشارة أولًا إلى أن الماغما هي عبارة عن مادة منصهرة داخل الأرض، في حين أن الحمم هي عبارة عن مادة منصهرة على سطح الأرض. سبب التمييز هو أن الحمم تبرد بسرعة عند تعرضها للهواء وتتصلب فتتحول لصخور، في حين أن الماغما قد لا تصل أبدًا إلى سطح الأرض.
لا تثور البراكين دائمًا بنفس الطريقة. يعد كل انفجار بركاني فريدًا من نوعه، إذ يختلف في الحجم، والنمط، وتركيب المادة البركانية. أحد العناصر الرئيسية التي تجعل الانفجار فريدًا هو التركيب الكيميائي للماغما التي تغذي البركان، والذي يحدد: (1) نمط الانفجار، (2) نوع المخروط البركاني الذي يتشكل، (3) تركيب الصخور التي توجد في البركان.
تذوب المعادن المختلفة الموجودة داخل الصخور في درجات حرارة مختلفة، إذ أن كمية الصهر الجزئي وتركيب الصخور الأصلية هي ما تحدد تركيب الماغما. تتجمع الماغما في غرف الصهارة في القشرة على بعد 160 كيلومترًا (100 ميل) تحت سطح البركان.
الكلمات التي تصف تركيب الصخور البركانية تصف أيضًا تركيب الماغما. (الماغما القاعدية – Mafic Magmas) فقيرة بالسيليكا فهي لا تحوي إلا نسبة قليلة منه، لكنها تحوي معادن قاتمة غنية بالمغنيسيوم والحديد، مثل (أوليفين – olivine) و(بيروكسين – pyroxene). (الماغما الحمضية – Felsic Magmas) غنية بالسيليكا وتحوي على معادن ملونة أخف، مثل (كوارتز – quartz) و(أرثوكلاز فلدسبار – orthoclase feldspar). كلما زادت كمية السيليكا في الماغما، زادت اللزوجة. اللزوجة هي مقاومة السائل للتدفق.
اللزوجة هي ما تحدد ما ستفعله الماغما. الماغما القاعدية ليست لزجة وسوف تتدفق بسهولة إلى السطح. أما الماغما الحمضية لزجة ولا تتدفق بسهولة. لذا سوف تبقى معظم الماغما الحمضية بشكل أعمق في القشرة وستبرد لتشكل صخورًا متداخلة نارية، مثل (جرانيت – granite) و(جرانوديوريت – granodiorite). إذا ارتفعت الماغما الحمضية إلى غرفة الصهارة، فمن الممكن أن تصبح لزجة للغاية لتتمكن من الحركة وبالتالي ستعلق. وتحاصر الغازات المذابة بماغما سميكة وتبدأ غرفة الصهارة في زيادة الضغط.
الانفجار البركاني وخروج الماغما:
شكل الانفجار البركاني
إن نوع الانفجار البركاني يتحدد بحسب نوع الماغما الموجودة في الغرفة. يخلق الانفجار البركاني الكبير دمارًا أكبر من قوة القنبلة الذرية التي سقطت على ناغازاكي في نهاية الحرب العالمية الثانية والتي راح ضحيتها أكثر من 40.000 شخص، إذ يكون أقوى بمقدار عشرة آلاف مرة.
تثور الماغما الحمضية بشكل انفجاري بسبب الماغما الساخنة الغنية بالغاز التي تتخضخض داخل غرفتها. يصبح الضغط عاليًا جدًا لدرجة أن الماغما تكسر حدود الغرفة (تتحرر) وتنفجر في النهاية، تمامًا كما يحدث عندما تتحرر سدادة الفلين من زجاجة الشمبانيا.
تتدفق الماغما، والصخور، والرماد بقوة مشكلة انفجارًا هائلًا يخلق رمادًا بركانيًا يدعى (تفرا – tephra) أي مقذوفات بركانية. تجدر الإشارة إلى أنه عندما تم فحصه تحت المجهر، وجد أن “الرماد” البركاني هو عبارة عن شظايا زجاجية مجهرية فعلية.
هذا هو السبب في أن يعد استنشاق الهواء بعد حدوث انفجار بركاني أمرًا خطيرًا للغاية. قد يؤدي اشتعال التفرا، والرماد، والغازات الحارة إلى تسريع منحدرات البركان بسرعة 700 كم / ساعة (450 ميلاً في الساعة) كتدفق بركاني فتاتي. تدمر (التدفقات البركانية الفتاتية – Pyroclastic flows) كل شيء في طريقها، وقد تصل درجة الحرارة داخلها إلى 1000 درجة مئوية (1800 درجة فهرنهايت).
قبل انفجار جبل سانت هيلين في عام 1980، كان انفجار لايسن بيك (Lassen Peak) في 22 مايو 1915، هو أحدث الانفجارات المتسلسلة. فقد أطلق عمودًا من الرماد والغاز مسافة 30.000 قدم في الهواء. تسبب هذا في تدفق بركاني فتاتي عالي السرعة، والذي أذاب الثلوج وخلق تدفقًا طينيًا بركانيًا معروفًا باسم (لاهار – Lahar) أي الفيضان الطيني.
تمتلك لايسن بيك حاليًا نشاطًا حراريًا أرضيًا ومن المحتمل أن ينفجر مرة أخرى. جبل شاستا (Mt. Shasta)، هو بركان نشط آخر في كاليفورنيا، يثور كل 600 إلى 800 عام. من المرجح أن يخلق الانفجار البركاني تدفقًا بركانيًا فتاتيًا كبيرًا، وربما لاهار أيضًا. بالطبع، جبل شاستا يمكن أن ينفجر وينهار كما حصل لجبل مازاما (Mt. Mazama) في ولاية أوريغون.
يمكن أن تشكل الغازات البركانية غيوم سامة وغير مرئية في الجو، والتي يمكن أن تسهم في خلق مشاكل بيئية كالأمطار الحمضية وتدمير الأوزون. وقد تبقى جزيئات من الغبار والرماد في الجو لسنوات، ما يعطل أنماط الطقس ويمنع أشعة الشمس.
انبثاقات بركانية:
الماغما القاعدية تخلق انفجارات بركانية ألطف تدعى انبثاقات بركانية. على الرغم من أن الضغط يتراكم بشكل كافٍ لكي تنفجر الماغما، إلا أنه لا ينفجر بنفس القوة الانفجارية كالماغما الحمضية. إذ من الممكن عادةً أن يتم إجلاء الناس قبل الانبثاقات البركانية، لذلك فهي تعتبر أقل فتكًا. تندفع الماغما نحو السطح عبر الشقوق وتصل إليه عبر الفتحات البركانية. يعرض الفيديو التالي تيارًا من الحمم البركانية داخل فتحة بركان هاواي باستخدام كاميرا حرارية.
تتدفق الحمم منخفضة اللزوجة أسفل سفوح الجبال. الاختلافات في التركيب والمكان الذي تنبثق منه الحمم البركانية ينتج عنها أنواع عديدة من الحمم كذات الشكل الحبلي الأملس تدعى (باهوهو – pahoehoe) وذات الشكل المكتنز السميك تدعى (aa).
على الرغم من أن الانبثاقات البركانية نادرًا ما تقتل أي شخص، إلا أنها قد تكون مدمرة. حتى عندما يعلم الناس أن تدفق الحمم البركانية يقترب، فإنه لا يوجد الكثير مما يمكن أن يفعله أي شخص لمنعها من تدمير مبنى أو طريق أو بنية تحتية.
لا تثور البراكين دائمًا بنفس الطريقة. يعد كل انفجار بركاني فريدًا من نوعه، إذ يختلف في الحجم، والنمط، وتركيب المادة البركانية. أحد العناصر الرئيسية التي تجعل الانفجار فريدًا هو التركيب الكيميائي للماغما التي تغذي البركان، والذي يحدد: (1) نمط الانفجار، (2) نوع المخروط البركاني الذي يتشكل، (3) تركيب الصخور التي توجد في البركان.
تذوب المعادن المختلفة الموجودة داخل الصخور في درجات حرارة مختلفة، إذ أن كمية الصهر الجزئي وتركيب الصخور الأصلية هي ما تحدد تركيب الماغما. تتجمع الماغما في غرف الصهارة في القشرة على بعد 160 كيلومترًا (100 ميل) تحت سطح البركان.
الكلمات التي تصف تركيب الصخور البركانية تصف أيضًا تركيب الماغما. (الماغما القاعدية – Mafic Magmas) فقيرة بالسيليكا فهي لا تحوي إلا نسبة قليلة منه، لكنها تحوي معادن قاتمة غنية بالمغنيسيوم والحديد، مثل (أوليفين – olivine) و(بيروكسين – pyroxene). (الماغما الحمضية – Felsic Magmas) غنية بالسيليكا وتحوي على معادن ملونة أخف، مثل (كوارتز – quartz) و(أرثوكلاز فلدسبار – orthoclase feldspar). كلما زادت كمية السيليكا في الماغما، زادت اللزوجة. اللزوجة هي مقاومة السائل للتدفق.
اللزوجة هي ما تحدد ما ستفعله الماغما. الماغما القاعدية ليست لزجة وسوف تتدفق بسهولة إلى السطح. أما الماغما الحمضية لزجة ولا تتدفق بسهولة. لذا سوف تبقى معظم الماغما الحمضية بشكل أعمق في القشرة وستبرد لتشكل صخورًا متداخلة نارية، مثل (جرانيت – granite) و(جرانوديوريت – granodiorite). إذا ارتفعت الماغما الحمضية إلى غرفة الصهارة، فمن الممكن أن تصبح لزجة للغاية لتتمكن من الحركة وبالتالي ستعلق. وتحاصر الغازات المذابة بماغما سميكة وتبدأ غرفة الصهارة في زيادة الضغط.
الانفجار البركاني وخروج الماغما:
شكل الانفجار البركاني
إن نوع الانفجار البركاني يتحدد بحسب نوع الماغما الموجودة في الغرفة. يخلق الانفجار البركاني الكبير دمارًا أكبر من قوة القنبلة الذرية التي سقطت على ناغازاكي في نهاية الحرب العالمية الثانية والتي راح ضحيتها أكثر من 40.000 شخص، إذ يكون أقوى بمقدار عشرة آلاف مرة.
تثور الماغما الحمضية بشكل انفجاري بسبب الماغما الساخنة الغنية بالغاز التي تتخضخض داخل غرفتها. يصبح الضغط عاليًا جدًا لدرجة أن الماغما تكسر حدود الغرفة (تتحرر) وتنفجر في النهاية، تمامًا كما يحدث عندما تتحرر سدادة الفلين من زجاجة الشمبانيا.
تتدفق الماغما، والصخور، والرماد بقوة مشكلة انفجارًا هائلًا يخلق رمادًا بركانيًا يدعى (تفرا – tephra) أي مقذوفات بركانية. تجدر الإشارة إلى أنه عندما تم فحصه تحت المجهر، وجد أن “الرماد” البركاني هو عبارة عن شظايا زجاجية مجهرية فعلية.
هذا هو السبب في أن يعد استنشاق الهواء بعد حدوث انفجار بركاني أمرًا خطيرًا للغاية. قد يؤدي اشتعال التفرا، والرماد، والغازات الحارة إلى تسريع منحدرات البركان بسرعة 700 كم / ساعة (450 ميلاً في الساعة) كتدفق بركاني فتاتي. تدمر (التدفقات البركانية الفتاتية – Pyroclastic flows) كل شيء في طريقها، وقد تصل درجة الحرارة داخلها إلى 1000 درجة مئوية (1800 درجة فهرنهايت).
قبل انفجار جبل سانت هيلين في عام 1980، كان انفجار لايسن بيك (Lassen Peak) في 22 مايو 1915، هو أحدث الانفجارات المتسلسلة. فقد أطلق عمودًا من الرماد والغاز مسافة 30.000 قدم في الهواء. تسبب هذا في تدفق بركاني فتاتي عالي السرعة، والذي أذاب الثلوج وخلق تدفقًا طينيًا بركانيًا معروفًا باسم (لاهار – Lahar) أي الفيضان الطيني.
تمتلك لايسن بيك حاليًا نشاطًا حراريًا أرضيًا ومن المحتمل أن ينفجر مرة أخرى. جبل شاستا (Mt. Shasta)، هو بركان نشط آخر في كاليفورنيا، يثور كل 600 إلى 800 عام. من المرجح أن يخلق الانفجار البركاني تدفقًا بركانيًا فتاتيًا كبيرًا، وربما لاهار أيضًا. بالطبع، جبل شاستا يمكن أن ينفجر وينهار كما حصل لجبل مازاما (Mt. Mazama) في ولاية أوريغون.
يمكن أن تشكل الغازات البركانية غيوم سامة وغير مرئية في الجو، والتي يمكن أن تسهم في خلق مشاكل بيئية كالأمطار الحمضية وتدمير الأوزون. وقد تبقى جزيئات من الغبار والرماد في الجو لسنوات، ما يعطل أنماط الطقس ويمنع أشعة الشمس.
انبثاقات بركانية:
الماغما القاعدية تخلق انفجارات بركانية ألطف تدعى انبثاقات بركانية. على الرغم من أن الضغط يتراكم بشكل كافٍ لكي تنفجر الماغما، إلا أنه لا ينفجر بنفس القوة الانفجارية كالماغما الحمضية. إذ من الممكن عادةً أن يتم إجلاء الناس قبل الانبثاقات البركانية، لذلك فهي تعتبر أقل فتكًا. تندفع الماغما نحو السطح عبر الشقوق وتصل إليه عبر الفتحات البركانية. يعرض الفيديو التالي تيارًا من الحمم البركانية داخل فتحة بركان هاواي باستخدام كاميرا حرارية.
تتدفق الحمم منخفضة اللزوجة أسفل سفوح الجبال. الاختلافات في التركيب والمكان الذي تنبثق منه الحمم البركانية ينتج عنها أنواع عديدة من الحمم كذات الشكل الحبلي الأملس تدعى (باهوهو – pahoehoe) وذات الشكل المكتنز السميك تدعى (aa).
على الرغم من أن الانبثاقات البركانية نادرًا ما تقتل أي شخص، إلا أنها قد تكون مدمرة. حتى عندما يعلم الناس أن تدفق الحمم البركانية يقترب، فإنه لا يوجد الكثير مما يمكن أن يفعله أي شخص لمنعها من تدمير مبنى أو طريق أو بنية تحتية.