ماذا يحدث عندما ينفجر البركان ؟ ” بالتفصيل

تفاصيل انفجار البركان

تختلف الانفجارات للبراكين بناءً على نوع البركان وأنواع الحدود التكتونية المختلفة التي يقع عليها البركان، ففي الحدود المدمرة حيث تتحرك الصفائح التكتونية تجاه بعضها البعض، ستجد براكين مركبة.

وتحتوي البراكين المركبة أحد أخطر أنواع البراكين، على حمم لزجة وسميكة للغاية، مما يجعلها شديدة الانفجار، وعندما تنفجر فقاعات الغاز المحتجزة في حجرة الصهارة تجد صعوبة في الهروب من خلال الصخور اللزجة، ويمكنها أيضًا دفع الكثير من الرماد والصخور الساخنة في الهواء، مما يجعلها خطيرة للغاية.

تتشكل البراكين الدرعية عند الحدود التكتونية البنائية، حيث تتحرك الألواح التكتونية بعيدًا عن بعضها البعض، وتتميز بحمم رفيعة رفيعة وتدفقات بطيئة، وهذا يعني أنه عندما ينفجر بركان درعي، فإن الحمم البركانية تتدفق بسرعة كبيرة وتغطي مناطق واسعة بسرعة كبيرة.

تشكل جزر هاواي بعضًا من أشهر الأمثلة على براكين الدرع، ويعتبر بركان ماونا لوا واحدًا منها، والذي يُعد في الواقع أكبر بركان على سطح هذا الكوكب.

قد تكون الانفجارات البركانية كارثية في بعض الحالات، وعادة ما يتم إخلاء المنطقة المجاورة بسرعة لحماية سلامة الناس، ويمكن أن تتسبب الحمم الساخنة في أضرار جسيمة، حيث تحرق المدن والأراضي الزراعية. قد يسبب الرماد البركاني أيضا مشاكل في التنفس وتعطيل السفر، حيث يقلل من رؤية الطيارين.

وقع ذلك عندما ثار بركان إيجافياتلايوكول في أيسلندا عام 2010، حيث تكدست سحب الرماد في جميع أنحاء أوروبا، مما أدى إلى إلغاء أكثر من 100 ألف رحلة، وتضرر عشرة ملايين شخص بفقدان رحلاتهم، وتكبدت شركات الطيران خسائر تجاوزت 1.3 مليار جنيه إسترليني.

قد يبدو الأمر غريبًا، ولكن يمكن أحيانًا أن يكون الاندفاع البركاني مفيدًا للمنطقة المحيطة به. فعلى سبيل المثال، يمكن للرماد والحمم البركانية أن تنحلل إذا لم تكن سميكة جدًا، مما يؤدي إلى خلق تربة زراعية خصبة للغاية، وتجعل المنطقة المحيطة بها مكانًا جيدًا لزراعة المحاصيل.

ويمكن أيضًا أن يكون المشهد جميلًا جدًا ويمكن أن يجذب السياحة إلى المنطقة لمشاهدة البراكين التي توقفت عن الثوران، وبركان هاواي مثال على ذلك، كما يمكن استخدام الحرارة المتولدة من الانفجارات لإنتاج الكهرباء، حيث تولد الحرارة بخارًا عند ملامستها للماء، وهذا بدوره يمكن استخدامه لتشغيل التوربينات.

تعريف البركان

يعد البركان فتحة في سطح القشرة الأرضية يتدفق من خلالها الحمم البركانية والرماد والغازات البركانية، وتحدث الانفجارات البركانية جزئيًا بسبب ضغط الغاز المنصهر، وترتفع الصهارة السائلة مع الغازات المنصهرة من خلال الشقوق في قشرة الأرض.

عندما يرتفع الصهارة، ينخفض الضغط، مما يعمل على تشكيل الفقاعات للغازات. تنتهي عملية ثوران الحمم البركانية عندما تصل إلى السطح، وذلك بسبب وجود الغازات والتركيب الكيميائي. الحمم ذات اللزوجة المنخفضة تحتوي على السيليكا بنسبة منخفضة وتتدفق بحرية، مما يسمح للفقاعات الغازية بالهروب بسهولة. أما الحمم ذات السيليكا العالية فهي أكثر لزوجة وصعوبة في التدفق، مما يحول دون هروب الغازات المحتبسة تدريجيا.

وتتكون البراكين عندما ترتفع الصهارة “الصخور السائلة” المحصورة تحت قشرة الأرض إلى السطح وتهرب من خلال الشقوق، وهذه الصخور السائلة الهاربة تتحول إلى حمم بركانية تتجمد أثناء انتقالها، وتتراكم طبقات الحمم البركانية بمرور الوقت مكونة البراكين وهو ما يجيب على تساؤل كيف يتكون البركان.

كانت هناك في السابق الكثير من البراكين على الكواكب الأخرى، وهناك براكين نشطة تنفجر في بعض الأماكن في نظامنا الشمسي حاليا، فالزهرة والمريخ مغطاة بالبراكين المنقرضة، وهناك براكين في بعض أقمار كوكب المشتري وزحل ونبتون، وقد التقطت وكالة ناسا الفضائية صورا لها باستخدام العديد من المركبات الفضائية المختلفة التابعة لها.

أسباب ثوران البركان

عندما يذوب جزء من القشرة السفلية للأرض أو الوشاح العلوي، تتشكل الصهارة، وعلى الرغم من وجود عدة عوامل تؤدي إلى ثوران البركان، إلا أن هناك ثلاثة عوامل رئيسية وهم: طفو الصهارة، الضغط من الغازات الخارجة في الصهارة، وحقن دفعة جديدة من الصهارة في غرفة الصهارة المملوءة بالفعل، وفيما يلي وصف موجز لهذه العمليات.

عندما تذوب الصخور داخل الأرض، تظل كتلتها كما هي بينما يزداد حجمها، مما ينتج عنه ذوبان أقل كثافة من الصخور المحيطة، ثم ترتفع هذه الصهارة الأخف نحو السطح بفضل طفوها، وإذا كانت كثافة الصهارة بين منطقة تولدها والسطح تقل عن كثافة الصخور العلوية والمحيطة، فإن الصهارة تصل إلى السطح وتثور.

وتحتوي الصهارة لما يسمى بالتركيبات الأنديزية والريوليتية أيضًا على بعض المواد اامتطايرة المذابة مثل ثاني أكسيد الكبريت والماء وثاني أكسيد الكربون، وكشفت العديد من التجارب أن كمية الغاز المذاب في الصهارة “قابليتها للذوبان” عند الضغط الجوي تساوي صفرًا، ولكنها ترتفع مع زيادة الضغط.

على سبيل المثال، في الصهارة الأنديزيتية المشبعة بالماء والتي توجد على بعد ستة كيلومترات تحت السطح، حيث يتم حل 5٪ من وزنها في الماء، عندما تتحرك هذه الصهارة نحو السطح، ينخفض قدرتها على حل الماء، مما يؤدي إلى انفصال الماء الزائد عن الصهارة وتكوين فقاعات.

عندما تتحرك الصهارة بالقرب من السطح، يتحلل المزيد من الماء من الصهارة، مما يؤدي إلى زيادة نسبة الغاز/الصهارة في القناة، وعندما تصل حجم الفقاعات إلى حوالي 75%، تتفكك الصهارة إلى “الأكوام البيروكلاستية”، أجزاء منصهرة وصلبة جزئيًا، وتثور بشكل مفاجئ.

تتألف العملية البركانية الثالثة من إضافة صهارة جديدة في منطقة ممتلئة بالفعل بالصهارة ذات التكوين المتشابه أو المختلف، ويؤدي هذا الحقن إلى تحريك بعض الصهارة الموجودة في الغرفة للأعلى والانفجار على السطح.

التنبؤ بالبراكين

على الرغم من أن علماء البراكين يدركون جيدًا هذه العمليات الثلاث، إلا أنهم لا يزالون غير قادرين على التنبؤ بحدوث ثورات بركانية، ولكنهم حققوا تقدمًا كبيرًا في التنبؤ بالانفجارات البركانية، ويتضمن ذلك تنبؤ الطابع والوقت المحتملين للانفجار في براكين تحت المراقبة.

تعتمد طبيعة الثوران البركاني على التاريخ الطبيعي للبركان المعني ومنتجاته البركانية، على سبيل المثال، من الممكن أن يؤدي البركان الذي ينفجر بعنف والذي يتسبب في سقوط الرماد وتدفق الرماد والطين البركاني أو الانهيارات إلى القيام بنفس الشيء في المستقبل.

ويعتمد تحديد توقيت الثوران في بركان مراقب على قياس عدد من المعلمات، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، النشاط الزلزالي في البركان “خاصة عمق وتواتر الزلازل البركانية”، وتشوهات الأرض “يتم تحديدها باستخدام مقياس الميل و / أو GPS، وقياس التداخل عبر الأقمار الصناعية”، وانبعاثات الغازات “أخذ عينات من كمية غاز ثاني أكسيد الكبريت المنبعثة من مطياف الارتباط، أو COSPEC”.

يوجد مثال ممتاز على التنبؤ الناجح في عام 1991، حيث تنبأ علماء البراكين من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية بدقة بثوران بركان بيناتوبو في الفلبين في 15 يونيو، مما أدى إلى إخلاء قاعدة كلارك الجوية في الوقت المناسب وإنقاذ آلاف الأرواح.