شهدت تشيلي وإندونيسيا ثورة لمجموعة من البراكين التي كانت خامدة لمدة عقد أو أكثر. وقد حدث هذا بعد ثوران بركان Calbuco في تشيلي في أبريل 2015، بعد صمت دام أكثر من 40 عاما، وقام الخبراء بإصدار تحذير في غضون ساعتين. في عصر المراقبة العالمية للأقمار الصناعية ووجود شبكات من الأدوات المنتشرة على الأرض، لماذا لا يمكننا التنبؤ بدقة بالانفجارات البركانية حتى الآن .
مراقبة البراكين
يمتلك العلماء البركانيون مجموعة استثنائية من الأدوات التي تستخدم لمراقبة العديد من البراكين المتقلبة والنشطة حول العالم. في كثير من الحالات، نستطيع رصد الأحداث الناشئة من مرصد البراكين بأمان. أو في حالة بدء ثورة بركانية، يمكننا متابعتها في الوقت الفعلي باستخدام الأقمار الصناعية ووسائل التواصل الاجتماعي. ومع ذلك، ليست لدينا القدرة على توقع ما سيحدث في بركان لا يهدأ ولكنه خامد. ومع ذلك، يقدم البحث الجديد أدلة حول أفضل طريقة لاكتشاف إشارات السلوك البركاني في المستقبل .
التوقع بحدوث البراكين
على غرار الطب، يستطيع علماء البراكين الحصول على فهم أوضح لحالة البركان من خلال الملاحظات التي تأتي من العديد من الأمثلة الأخرى حول العالم. ومع ذلك، إذا لم نكن نعرف التاريخ السابق لبركان معين ولم يكن لدينا أي طريقة لأخذ عينة منه، فإن قدرتنا على اكتشاف ما يحدث ستكون محدودة دائما. على سبيل المثال، هناك بعض البراكين التي تبقى هادئة تماما ثم تنفجر بعنف دون سابق إنذار، في حين يكون البعض الآخر صاخبا جدا ولكن يحدث لحظة هدوء قبل أن ينفجر دون معرفة مسبقة .
ثوران البركان بعد أخذ العينات
على الرغم من أنه لا يمكننا بعد التنقيب بأمان في بركان نشط ، فقد تحتوي الرواسب الناتجة عن الانفجارات السابقة على المعلومات التي نحتاجها بشأن ما حدث في الفترة التي سبقت هذا الانفجار . تؤدي الانفجارات عادةً إلى إخراج كميات كبيرة من القاذورات ، وهي بقايا مجمدة ومضطربة من خزان الصهارة الفارغ .
يشمل ذلك في كثير من الأحيان المواد الخفيفة والصخور الرقيقة والرغوة المصنوعة من شبكة من الأنابيب الزجاجية والخيوط التي تحتوي على غاز البراكين والبخار بشكل أساسي، قبل حدوث الانفجار وبعده يتم استبدالها بالهواء. وتتضمن المكونات الأخرى بلورات من معادن مختلفة تنمو بعمق مع تبريد الصهارة وتبدأ في التصلب، ربما لعقود أو قرون. ويعتقد أن الانفجارات التي تحدث بسبب فقاعات من الغاز تتسرب من الصخور المنصهرة في عمق الأرض .
عندما ينزل الصهارة لأول مرة في قاع البركان، غالبا ما تحتوي على غازات مذابة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون، وعندما تتجمد الصهارة وتصبح صخورا صلبة، تظل الغازات مذابة في كميات أصغر وأصغر من الذوبان حتى تماما، وتصبح مشبعة في النهاية ويبدأ تكون فقاعات الغاز. من هذه النقطة، يزداد الضغط داخل البركان، وفي النهاية يتوقف عن الصخور حول صدع غرفة الصهارة، ثم يرتفع الصهارة الفقاعية إلى السطح، ويبدأ الثوران .
تشير الفقاعات أن البركان في طريقه للاندلاع
لكن كيف يمكننا معرفة النقطة التي تبدأ فيها الصهارة في نمو الفقاعات؟ هذه هي النقطة التي يتعلق بها علم البراكين الشرعي. عند تجميد الصهارة، تتشكل البلورات في أوقات مختلفة وتحتفظ بتلك الحالة في الخزان البركاني. قد نتمكن في وقت لاحق من العثور على تلك البلورات بعد الثوران وترتيب الأحداث. في بحثنا الجديد، قمنا بإظهار كيفية عمل هذا النهج في Campi Flegrei، وهو موقع بركاني يقع فيه .
تقع هذه المنطقة إلى الغرب من مدينة نابوليو التي تعد موقع المدخل الأسطوري للعالم السفلي في الأساطير الرومانية. ومن خلال تحليل تكوين معدن معين يسمى الأباتيت، والذي نما عبر فترة تبريد طويلة للصهارة، وجد أن فقاعات الغاز يمكن أن تتشكل بعد فترة قصيرة ربما بضعة أيام إلى أشهر قبل الانفجار نفسه. لذلك، يمكن أن تكون أفضل الإشارات لحدوث ثورة بركانية في هذا البركان هي مزيج من ارتفاع مستويات الأرض (مع تغيير الضغط) والغازات المنبعثة من البركان .
هذا لا يزال لا يوفر لنا طريقة بسيطة للتنبؤ ثوران البركان . لكنه يوضح كيف أن إلقاء نظرة على الطب الشرعي على رواسب الثورات الماضية في موقع معين يوفر طريقة للمساعدة في تحديد إشارات المراقبة التي ستمنحنا أدلة على سلوك البركان في المستقبل . وهذا يقترب منا خطوة أقرب إلى أن نكون قادرين على التنبؤ عندما يحتمل حدوث ثوران .