في استكشاف السؤال الأساسي، "كيف تحدث البراكين؟" نشرع في رحلة إلى العمليات المعقدة التي تتكشف تحت سطح الأرض، من الرقصة الغامضة للصفائح التكتونية إلى الإطلاق المتفجر للصخور المنصهرة، يتعمق هذا المقال في العلم وراء تكوين البراكين وثورانها.
تعريف البركان:
البركان هو تكوين جيولوجي على سطح الأرض ناتج عن التفاعل الديناميكي للعمليات التكتونية والحرارة الداخلية، ويتميز بوجود فتحة يتم من خلالها طرد الصخور المنصهرة، المعروفة باسم الصهارة، إلى جانب الغازات والرماد والمواد البركانية الأخرى من باطن الأرض.
يتألف هذا الهيكل الجيولوجي المعقد من عدة مكونات مترابطة، يساهم كل منها في السمات المميزة للبركان والسلوك البركاني.
ما هي تضاريس البركان؟
تشمل التضاريس البركانية مجموعة متنوعة من السمات الجيولوجية الناتجة عن النشاط البركاني، وتُظهر أشكالاً وأحجاماً وخصائص مميزة بناءً على نوع البركان وأسلوب الثوران وطبيعة المواد التي اندلعت.
يعد فهم التضاريس البركانية أمراً ضرورياً لفهم التاريخ الجيولوجي والمخاطر المحتملة المرتبطة بالمناطق البركانية، فيما يأتي شرح تفصيلي للتضاريس البركانية المختلفة:
1. رياح الشق:
فتحات بركانية خطية تندلع من خلالها الحمم البركانية، وغالباً دون تشكيل فتحة مركزية، وهي شائعة في المناطق البركانية البازلتية وترتبط بالانفجارات البركانية، ومثال عن ذلك، الوادي المتصدع الكبير.
2. مخاريط الحمم البركانية:
تتكون المخاريط من تراكم مواد الحمم البركانية، ومن ذلك الرماد والقنابل البركانية، ومثال عن ذلك، جبل باريكوتين (المرحلة المبكرة).
3. الهضاب البركانية:
مناطق واسعة ومسطحة تقريباً مغطاة بتدفقات الحمم البركانية الصلبة، تنتج عن تراكم تدفقات الحمم البركانية المتعاقبة، وغالباً ما ترتبط بانفجارات الشقوق، ومثال عن ذلك، هضبة البازلت لنهر كولومبيا.
4. القباب البركانية اللزوجة:
تتميز القباب البركانية اللزوجة بتدفق الحمم البركانية، ومثال عن ذلك، قبة نوفاروبتا في ألاسكا.
5. البراكين الداخلية (البراكين الساخنة):
البراكين التي تتشكل بعيداً عن حدود الصفائح التكتونية، وغالباً ما تكون فوق النقاط الساخنة في وشاح الأرض، وتحدث نتيجة لارتفاع مستمر للصهارة من الوشاح، ومثال عن ذلك، جزر هاواي.
أقسام البركان:
يتكون البركان من مكونات وأقسام مختلفة، يؤدي كل منها دوراً متميزاً في النظام البركاني، ويمكن تعداد أقسام البركان على النحو الآتي:
1. الينابيع الساخنة:
ينابيع المياه التي يتم تسخينها بواسطة النشاط الحراري الأرضي، وغالباً ما ترتبط بالمناطق البركانية، تنتج الينابيع الساخنة من دوران المياه عبر الصخور الساخنة الموجودة تحت سطح الأرض.
2. طبقات التيفرا:
طبقات من الحطام البركاني، ومن ذلك الرماد، والحجارة البركانية، والقنابل البركانية، ترسبت في أثناء الانفجارات، توفر هذه الطبقات سجلاً لتاريخ ثوران البركان.
3. بحيرة كريتر:
بحيرة تتشكل داخل فوهة بركان، غالباً بسبب هطول الأمطار أو المياه الجوفية، ويمكن أن تكون بحيرات الحفرة حمضية وقد تشكل مخاطر إذا أصبحت مياهها ساخنة أو في حالة حدوث انبعاثات غازية.
4. فومارول:
فتحات في القشرة الأرضية تتسرب من خلالها الغازات البركانية مثل البخار وثاني أكسيد الكبريت، غالباً ما يتم العثور على فومارول بالقرب من الفتحات البركانية ويمكن أن تشير إلى النشاط البركاني المستمر.
5. سحابة الرماد:
سحابة من الرماد البركاني والغاز الناعم التي ترتفع إلى الغلاف الجوي في أثناء الانفجارات البركانية، ويمكن أن تشكل سحب الرماد مخاطر على الطيران والمناخ وصحة الإنسان.
6. تدفق الحمم البركانية:
خليط سريع الحركة وشديد السخونة من الغازات البركانية والرماد وشظايا الصخور، ويتدفق أسفل سفوح البركان بسرعات عالية، وهذا يسبب دماراً كبيراً.
أنواع البراكين:
توجد عدة أنواع من البراكين، ولكل منها خصائص مميزة تعتمد على شكلها وأسلوب ثورانها ونوع الصهارة التي تنفجر، وفيما يأتي تعداد أنواع البراكين:
1. البراكين الدرعية:
تتميز بملامح عريضة ومنحدرة بلطف تشبه درع المحارب، بُنيَت في المقام الأول من خلال تدفق الحمم البازلتية منخفضة اللزوجة، عادة ما تكون الانفجارات غير متفجرة، فتتدفق الحمم البركانية على السطح.
2. البراكين الستراتوفولية (البراكين المركبة):
طويلة القامة ومخروطية الشكل ذات منحدرات شديدة الانحدار، تتكون من طبقات متناوبة من تدفقات الحمم البركانية المتصلبة والرماد البركاني والصخور البركانية الأخرى، يمكن أن تحدث الانفجارات بسبب وجود الصهارة اللزجة والغنية بالغاز.
3. البراكين المخروطية:
براكين صغيرة شديدة الانحدار مبنية من الحطام البركاني المقذوف (الرماد والصخور البركانية)، عادةً ما تكون مدة نشاطها قصيرة مع انفجارات بسيطة نسبياً.
4. البراكين المغمورة (الجبال البحرية):
البراكين التي تتشكل تحت الماء في قاع المحيط، يمكن أن تظهر في نهاية المطاف جزراً إذا نمت بشكل كبير بما فيه الكفاية.
5. البراكين العملاقة:
هذه البراكين قادرة على إنتاج انفجارات كبيرة جداً تطلق مئات إلى آلاف الكيلومترات المكعبة من المواد البركانية، ترتبط بتكوين كالديرا، ولديها القدرة على إحداث تأثيرات كارثية.
ما هي أسباب الانفجارات البركانية؟
1. نوع البركان:
بعض أنواع البراكين تظهر أنماط ثوران متميزة على سبيل المثال، غالباً ما ترتبط البراكين الطبقية بالانفجارات بسبب تركيبها المركب وطبيعة الصهارة التي تحتوي عليها.
2. الإعداد التكتوني:
من المرجح أن تتعرض البراكين الواقعة عند حدود الصفائح المتقاربة، لثورات انفجارية؛ بسبب تفاعل الصفائح المندسة وتوليد الصهارة الغنية بالمواد المتطايرة.
3. الكسور الموجودة مسبقاً:
إنَّ وجود الكسور أو نقاط الضعف الموجودة مسبقاً في القشرة يمكن أن يسهل الصعود السريع للصهارة ويزيد من احتمالية الانفجارات الانفجارية.
4. الصهارة المختلطة:
يمكن أن يؤدي تفاعل أنواع مختلفة من الصهارة، مثل الصهارة المافية والفلزية، إلى تفاعلات كيميائية معقدة وتغيرات في اللزوجة، وهذا يخلق ظروفاً مواتية للانفجارات الانفجارية.
5. تصاعد الانفجارات البركانية:
غالباً ما تولِّد الانفجارات تدفقات الحمم البركانية، وهي خليط كثيف وسريع الحركة من الغازات الساخنة والرماد والصخور البركانية، ويساهم التحرير المفاجئ للضغط والطرد القسري لهذه المواد في حدوث الانفجار.
6. هندسة الفتحات:
يؤثر شكل وحجم الفتحة البركانية في طبيعة الانفجارات، ويمكن للفتحات الضيقة أن تحد من تدفق الصهارة، وهذا يؤدي إلى تراكم الضغط والأحداث المتفجرة.
7. محتوى الغاز:
تتراكم الغازات الذائبة، وبشكل أساسي بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت، في الصهارة، ومع ارتفاع الصهارة، يسمح انخفاض الضغط لهذه الغازات بالتحلل، وهذا يساهم في زيادة الضغط واحتمال الانفجار.
كيف تحدث البراكين؟
تحدث البراكين من خلال عملية جيولوجية معقدة تتضمن حركة الصفائح التكتونية للأرض وإطلاق الصهارة لاحقاً من وشاح الأرض، وفيما يأتي تعداد لهذه العملية:
1. تكتونية الصفائح:
غالباً ما ترتبط البراكين بحدود الصفائح، فتتفاعل الصفائح التكتونية، وتوجد ثلاثة أنواع رئيسة من حدود الصفائح: المتباعدة، المتقاربة، والتحويلية.
2. الحدود المتباعدة:
عند الحدود المتباعدة تبتعد الصفائح التكتونية عن بعضها بعضاً، وتؤدي هذه الحركة إلى ظهور فجوة يمكن أن ترتفع فيها الصهارة من الوشاح إلى السطح، وتشكل قشرة جديدة وتؤدي إلى نشاط بركاني.
3. الحدود المتقاربة:
عندما تصطدم الصفائح التكتونية عند حدود متقاربة، قد تندفع إحدى الصفائح تحت الأخرى في عملية تُعرَف باسم الاندساس، يمكن أن تذوب الصفيحة المندسة وتولد الصهارة، التي ترتفع بعد ذلك لتشكل براكين على سطح الأرض.
4. النقاط الساخنة:
النقاط الساخنة البركانية هي المناطق التي ترتفع فيها الصهارة من أعماق الوشاح، وهذا يخلق منطقة محلية من النشاط البركاني، وغالباً لا ترتبط النقاط الساخنة بشكل مباشر بحدود الصفائح، ويمكن أن تؤدي إلى تكوين سلاسل جزر بركانية.
5. تكوين خليط من مواد منصهرة:
الصهارة هي خليط منصهر من الصخور والغازات والمعادن، ويتشكل تحت سطح الأرض من خلال ذوبان الصخور الموجودة، إما بسبب ارتفاع درجة الحرارة، أو انخفاض الضغط، أو إدخال الماء.
6. نقاط الضعف القشرية:
يمكن أن توفر العيوب أو نقاط الضعف الموجودة في القشرة الأرضية مسارات للصهارة للوصول إلى السطح، وقد ترتبط نقاط الضعف هذه بالسمات الجيولوجية مثل مناطق الصدع أو الكسور.
7. تراكم الضغط:
عندما ترتفع الصهارة نحو السطح، يتراكم الضغط داخل الأرض، وعندما يتجاوز هذا الضغط قوة الصخور المحيطة، فقد يؤدي إلى انفجار المواد البركانية.
نتائج البركان:
1. التربة البركانية:
تساهم رواسب الرماد في خصوبة التربة البركانية، والتي يمكن أن تعزز الإنتاجية الزراعية مع مرور الوقت.
2. الطاقة الحرارية الأرضية:
وجود فومارول وينابيع ساخنة وينابيع ماء حار في المناطق البركانية، وهذا يوفر فرصاً لاستخدام الطاقة الحرارية الأرضية وأنظمة بيئية فريدة من نوعها.
3. تشكُّل التضاريس:
تكوين أشكال أرضية بركانية متنوعة مثل الحفر، والكالديرا، وهضاب الحمم البركانية، والجزر البركانية، وهذا يساهم في التنوع الطبوغرافي للأرض.
4. الرواسب المعدنية:
يمكن أن تؤدي بعض البيئات البركانية إلى تكوين رواسب معدنية قيمة، ومن ذلك المعادن وموارد الطاقة الحرارية الأرضية.
5. التأثير المائي:
يسهم النشاط البركاني المغمور في إنشاء الجبال البحرية والأنظمة البيئية للفتحات الحرارية المائية، وهذا يؤثر في التنوع البيولوجي البحري.
في الختام:
إنَّ العمليات الديناميكية التي تؤدي إلى تكوين وثوران البراكين توفر لمحة رائعة عن الأعمال الداخلية للأرض.
من الحركات الدقيقة للصفائح التكتونية إلى الإطلاق المتفجر للصخور المنصهرة، يشكل تنسيق القوى الجيولوجية المشهد المتغير باستمرار لكوكبنا، وبينما نتنقل عبر المسارات المعقدة تحت سطح الأرض، نكتسب تقديراً أعمق للقوة والجمال الكامن في ولادة البراكين.
إنَّ فهم هذه الظواهر الطبيعية لا يرضي فضولنا عن آليات العالم فحسب، بل يعمل أيضاً بوصفه أساساً حيوياً للتخفيف من المخاطر المحتملة وحماية المجتمعات التي تعيش في ظل هذه العجائب الجيولوجية المهيبة، ولكن لا يمكن التنبؤ بها.
أضف تعليقاً