|
||||||
| الموضوعات العامة قسم يختص بعرض الموضوعات و المعلومات العامة |
 |
|
|
أدوات الموضوع | انواع عرض الموضوع |
|
#1
15-03-2011, 08:26 PM
|
||||
|
||||
معلومات عن البراكين وأشهر براكين العالم بالصور
بركان  بركان البركان هو تضاريس برية أو بحرية تخرج أو تنبعث منه المواد المصهورة الحارة مع الأبخرة والغازات المصاحبة لها على عمق من القشرة الأرضية ويحدث ذلك خلال فوهات أو شقوق. وتتراكم المواد المنصهرة أو تنساب حسب نوعها لتشكل أشكالا أرضية مختلفة منها التلال المخروطية أو الجبال البركانية العالية كالتي في متنزه يلوستون الوطني بأمريكا الشمالية . الأجزاء الرئيسية للبركان وهي أربعة أجزاء : 1- المخروط البركاني : عبارة عن جوانب منحدرة مكونة من الحمم البركانية 2- الفوهة : فُوَّهة البُرْكان منخفض على شكل قُمْع أو قَصْعة على أسطح الكواكب أو غيرها من الأجسام الأخرى في المجموعة الشمسية. وتتكون معظم فوّهات البراكين على سطح الأرض بوساطة النشاط البركاني. وتنتج معظم هذه الفوهات البركانية عن التفجيرات التي تنسف الجَمَرات وغيرها من الأنقاض الناشئة عن الانفجارات البركانية. ومن النادر أن يزيد حجم مثل هذه الفوهات عن كيلومترين من جانب إلى آخر. وتتكون الفوهات البركانية الأخرى عندما ينهار سطح الأرض في أعقاب ارتداد الحمم البركانية من أعلى. وقد تكون كل من المنخفض الذي تشغله البحيرة البركانية في أوريجون بالولايات المتحدة وفوهة كيلاويا في هاواي بسبب أحد الانهيارات. وتسمَّى فوهات البراكين الهابطة ذات القطر الذي يزيد على كيلومتر واحد فوهة بركانية ضخمة وتسمى الفوهات البركانية الأقل هبوطًا فوهات صغيرة. وتعتبر الفوهات البركانية أكثر شيوعاً على القمر، وعلى الكواكب الأخرى غير الأرض. ولكن معظم الفوهات البركانية على هذه الأجسام هي فوهات تأثيرية تكونت بفعل تأثير أحجار النيزك. 3- القصبة : وهي عبارة عن الأنبوب الذي يصل بين خزان الصهارة تحت الأرض والفوهة وتصعد منه الصهارة. 4- اللوافظ الغازية : وهي سحابة الأبخرة والغازات والرماد البركاني.   بركان درعي. اهمية البراكين :- 1- معرفة التركيب الداخلي للغلاف الأرضي وقشرة الأرض 2- تدل على مواقع الضغط في قشرة الأرض ووالبقع الساخنة، 3- يساعد الرماد البركاني على خصوبة الأرض، 4- الاستفادة من صخور وأحجار عديدة الأنواع للبناء، 5- مصدر لتكون بعض المعادن ذات القيمة الاقتصادية.  مقطع خلال بركان طبقي :1. مخزن الصهارة 2. طبقة أرضية 3. القصبة 4. سطح الأرض 5. جيب بركاني 6. جيب نافذ 7. طبقات من الرماد 8. جانب9. طبقات من اللابة 10. عنق 11. مخروط طفيلي 12. سيل اللابة 13. مدخنة 14. فوهة 15. لوافظ غازية وبخار ورماد. المواد البركانية :- 1- المواد البركانية الصلبة :- وهي الاجزاء التي تتكون منها الصخور البركانية وهي :- أ- المقذوفات البركانية : وهو تجمد الصهارة والحمم البركانية المقذوفة إلى السطح ب- صخر الخفاف : عبارة عن رغوة سيليكاتية تتخلها الغازات ج- غبار بركاني : ناتج من تفتت وتناثر قمة الصهارة المتجمدة في عنق البركان تحت تأثير الضغط والبخار، وهي تتصلب بسرعة. 2- المواد البركانية السائلة الصهارة والحمم (اللابة) :- تتألف من المواد السائلة من الحمم التي تنساب مشتعلة من فوهة البركان إلى مسافات بعيدة أحيانا ومدى سيولة الحمم يخضع لعدة عوامل أهمها : أ - انحدار الأرض ب- طبيعة الصهارة واللابة (لزجة أو مائعة) وتعتمد نسبة اللزوجة على نسبة السيليكا ج - قوة البركان 3- المواد البركانية الغازية: من أهم الغازات المنبعثة من البراكين : أ - بخار الماء ب- مركبات الهيدروكربون ج- ثاني أكسيد الكبريت محتويات
البراكين كان في إندونيسيا جزيرة صغيرة بين جزيرتين أكبر منها هما جاوة وسومطرة. وقد حدث في هذه الجزيرة ثلاثة براكين، حيث أطلـق على الأوسـط منهـا ****اتوا. انفجر بركان ****اتو في 2مايو سنة 1883م، وكان أعنـف انفجار بركاني عرفته البشرية. أطلق ****اتوا سـحابة من البخار والرمال عالياً في الفضاء،وتدفقت صخور حمراء تسمى الحمم في الهواء فكانت كأروع عـرض للألعاب النارية يمكن أن يدور في خيالك. وإلى هنا لم يشعر سـكان الجزر المجاورة بالقلق الشديد، فقد اعتقدوا أنهم لم يكونوا في خطر من ذلك الانفجار، ثم في شهر أغسطس زادت حدة انفـجار البركان حيث بلغ علو سحابة الرماد المنبعثة 27كيلومتراً في الفضاء، وكانت تقع انفجارات مدوية كل بضع دقائق تمكن الناس من سـماعها من على بعد 1000 كيلومتر، في تلك الآونة كانت تمر سفينة عبر القناة الواقعة بين جاوة وسومطرة، وفيما يلي وصف المنظر كما أورده القبطان: {جاءت أصوات الانفجارات المصمة للآذان كأصوات المدافع الثقيلة ،في حين انطلقـت كتل من الحمم المشـحونة بالغاز في الفضاء وكأنها عـرض ضخم للألعاب النارية، وبعد الساعة الخامسة مساءً قذف ظهر السفينة بكتل حارة من الصخر البركاني الأبيض وصل حجم بعضها حجم القرع}. وقع أسوأ جزء من الانفجار البركاني في 27 أغسطس حيث وصل الرماد إلى علو 80كيلو متر، والناس المقيمين في الجزر المجاورة لم يروا أي ضوء للشمس مدة يومين ونصف.وأصبح البركان الآن ينفجر بصورة مستمرة، ثم وقع انفجار ضخم كان أقوى انفجار سمعه الناس على وجه الأرض، ولدى ارتطام الصخر الأحمر الحار بالبحر المحيط بالجزيرة، تولدت أمواج ضـخمة أطلق عليها اسم ((تسو نامي))وقد غمرت الجزرالمجاورة وأغرقت ما يزيد عن 36000 شخص. عند انتهاء ثورة البركان كانت ****اتو قد اختفت تماماً تحت الأمواج، وظهر مكانها جزيرة تتكون من الحمم التي انبعثت من سطح الأرض. الطبيعة تسود: في عام 1963م ولدت جزيرة جديدة بالقرب من سـاحل أيسلندة.وحدث ذلك عندما دفع أحد الانفجارات البركانية في قاع البحر بالحمم إلى مافـوق سطح البحر، واستمر تدفق هذه الحمم مدة ثمانية عشر شهراً وأخذت الجزيرة تكبرحتى وصلت مساحتها 2.5كيلومتر مربع وأطلق عليهااسم {سورتسي}. إن هذه الجزيرة الجديدة مهمة جداً بالنسبة للعلماء ؛ ولذا لم يسمح إلا لأناس قليلين بزيارتها، فقد أرادوا دراسة ما حدث بعناية كبيرة، وكانت أولى النبات التي ظهرت في الجزيرة هي نبتة صاروخ البحر وعشب اللايم ونبات الرئة ونبات البحر.وبعض بذور هذه النباتات حمل إلى الجزيرة بواسطة البحر، كما أن طيور النورس والإوز حملت البذور أيضاً على أقدامها وعلى ريشها. ما هو البركان؟ يظن معظم الناس بأن البركان ما هو إلا جبل مخروطي الشكل، تخرج من قمته نار ودخان وحمم، ورغـم أن بعض البراكـين تكون كذلك إلا أن كثيراً من الانفجارات البركانية مختلفة عن ذلك تماماً، فبعض هذه الانفجارات يخرج من خلال فتحات موجودة في الأرض، تعرف بالفجوات وبعضها يخرج من خلال فتـحات طويلة موجودة في سطح الأرض تعرف بالشقوق. هناك بعض البراكين لا تطلق ألسنة من اللهب، فكثير منها يطلق سـحباً من البخار والغاز {تعرف بالأبخرة} والدخان. ويتكون الدخان من قطع صخر ورماد متناهية في الصغر. تصنيف البراكين: يصنف العلماء البراكين إلى حية وميتة ،حيث إن البراكين الحية هي التي يحتمل أن تثور في المستقبل، والميتة هي التي لن تثور مرةً أخرى أبداً. وقد يكون البركان الحي نشطاً أو ساكناً ،فحينما يثور يكون في حالة نشـاط وعندما لا يثـور يكون سـاكناً. الانفجارات البركانية: تحدث الانفجارات البركانية عند تدفق الصخر الأحمر الحار من أعماق باطن الأرض، وينسـكب إنا على قاع المحيط أو على السـطح، حيث يخرج هذا الصخر حار جداً إلى درجة السـيولة ،ويسـمى بالصخر المذاب. وإذا كان الصخر المذاب يتدفق تحت سطح الأرض فإنه يسمى الصهارة، وإن كان يتدفق خارجاً من البركان فيسمى الحمم{اللافـا} ،وعندما تبرد الحمم تتحول إلى صخر صلب أسود {يسمى الحمم أيضاً}. تحوي الصـهارة كثيراً من الغـازات وهي التي تسبب الانفجارات عند ثورة البراكين، ويقسم العلماء الانفجارات البركانية إلى أنواع مختلفة ثلاث منها رئيسـية هي : 1- الهاواي: في الانفجار الهاواي تكون الصهارة رقيقة القوام سائلة حيث يمكن للغازات المختلطة بها أن تتسرب بسـهولة ؛ لذلك لا تحدث انفجارات عنيفة. 2- السترومبولي: في الانفجار السترومبولي تكون الصهارة ذات قوام أقل رقة من الصـهارة الموجودة في الانفجار الهـاوايي، وهذا يعني أن الغـازات المختلطة بها لا تستطيع مفارقتها بسهولة ،وأنه سيكون هناك انفجارات عنيفة. وتخرج الحمم في شكل نافورة نار صفراء ضخمة.وتقذف الفجوة كتلاً كبيرة من الصخر، وتتساقط تلك الكتل حول الفجوة وتأخذ شكلً مخروطياً. 3- البليني: في الانفجار البليني تكون الصهارة غليظة القوام، فيكون من الصعب هروب الغازات فتتراكم تحت الأرض.ويؤدي الضغط إلى دفع الصخر إلى أعلى، وفي نهاية الأمر تنفجر الغازات ب*** خارجة من الصخر ،وتؤدي قوة الانفجار إلى تكوين عمود من الغاز يزيد ارتفاعه عن (2) كيلومتراً. وعندما ينفجر الغاز فإنه يهشم الصهارة إلى قطع صغيرة ويقذفها عاليـاً مع عمود الغـاز، وعندما تبرد قطع الصهارة هذه تتحول إلى حجر أبيض يسمى الخفاف. الصخور البركانية: هناك نوعان من الصخور البركانية هي: 1- البيروكلاستيكي: أو(المكسر). 2- البيروكلاستيكي : أو (الغير مكسر). وقد جاءت كلـمة بيروكلاستكي من الكلمتين الإغريقيتين بيرو (بمعنى النار) وكلمة كلاستك (بمعنى مكسور). تتكون الصخور غير البيروكلاستيكية عندما تأخذ الحمم في البرودة. والحمم تأخذ أشكالاً مختلفة عندما تبرد، حيث يكـون للحمم من نوع Aa سـطح خشن بعد أن تبرد، في حين يكون للحمم من نوع باهوهو سطح أملس يشبه الحبال، وقد جاء كلا الاسمين من هاواي. وعندما تبرد الحمم تحت الماء فإنها تشكل حمماً وسادية. تتكون الصخور البيروكلاستيكية من الصخور المقذوفة خـارج البركان أثناء ثورانه، وفي بعض الأحيان تكون هذه الصخور لحظة ارتطامها بالأرض حارة إلى درجة أنها تتماسك مع بعضها فتشكل صخراً صلباً. المخاريط وفوهة البركان: ولقد رأينا أن الصخر والرماد الخارجين بفعل الانفجارات العنيفة يكونان مخاريط منحدرة، وفي بعض الأحيان تنهار هذه المخاريط مخلفة فوهة تسـمى (كالديرا)، ويحدث هذا في حالة الانفجار البليني. وتستنفد قوة الانفجار كل الصهارة الموجودة تحت البركان بسرعة كبيرة. الأمر الذي يترك حفرة تحت الجزء العلوي من المخروط ،وفي حالـة استمرار ثوران البركان تنهار الفوهة إلى الداخل، وبهذه الكيفية اختفى بركان (****اتوا). يبلغ قطر بعض الكالديرات بضعة كيلومترات.وبعضها يكون ضخماً، فمثلاً يبلغ قطر الكاديرا في نيومكسيكو بالولايات المتحدة الأمريكية 23كيلومتر. فيزوف يثور: وضع أحد كتاب الرومان القدامى أول مخطوط مفصـل، لانفجار بركاني، فقد راقب بليني الأصغر انفجار بركان فيزوف في جنوب غرب إيطاليا سنة(79م) ومات عمه بليني الأكبر أثناء الانفجار. ثار بركان فيزوف فجأة في أغسطس عام (79م)، وخلال ساعات كانت مدينة بومبي ومدينة ستاباي مغطاتين بالخفاف الأبيض ،وعند بدء انفجـار البركان كان بليني مقيماً في مدينو ميسينا مع والدته وعمه، وتبعد هـذه المدينة عن البركان حوالي (30 كيلو متر) أي أنها خارج نطاق الأضـرار، ويقول بليني في رسالة كتبها إلى أحد أصدقائه: {في ظهيرة يوم 24أغسطس لفتت والدتي انتباه عمي إلى سـحابة سوداء كبيرة. فأمر بإعداد قارب له (ليستطيع الاقتراب من فيزوف).وبينما هو يهم بالمغادرة سلمت إليه رسالة من ركيتينا التي كان بيتها واقعاً على سفح فيزوف وهي تتوسل فيها إليه أن يسارع لإنقاذها، ولدى علمه بالأمر صرف النظر عن رحلته العلمية وجعلها رحلة إغاثة ،فأمر السفن الحربية بالإقلاع على الفور. كان كل شخص يغادر منطقة الخطر التي أبحر إليـها هو بشجاعة. وعند اقتراب السفن من شاطئ بومبي كان الرماد يتساقط بغزارة متبوعـاً بشظايا الخفاف والأحجار المتفحمة.اكتظ الشاطئ بالحـطام إلى درجـة اضطروا معها إلى تحويل اتجاههم نحو ستاباي. وما إن وصلوا حتى كانت الزلازل تهز المبنى، وتمتلئ السـاحة التي كانوا يقفون فيها بالرماد بسرعة، فعادوا إلى الشـاطئ رابطين على رؤوسهم الوسائد لحمايتها من الحـطام المتساقط حيث أرادوا تقصي إمكانية هربهم عن طريق البحر فرأوه هائجاً خطراً، ووضعت ملاءة على الأرض لعمي ليستريح عليها، وسرعان ما جاءت رائحة الكبريت منذرة بقرب نشوب حريق، ونهض عمي متكأً على اثنين من خادميه ثم انهار فجأة ربما لأن الأبخرة الكثيفة سدت قصبته الهوائية}.وعثر بليني على جثة عمه بعد يومين.لقد مكثت مدينة بومبي مغطاة بالخفاف لعدة قرون. وفي سنة 1748م شرع الناس في الحفر للكشف عن المباني المدمرة. واليـوم تستطيع أن تمشي بين أطلال معظم أرجاء مدينة بومبي. النشاط البركاني: المنافذ البركانية الصغيرة: تتسـرب الغازات من الأرض في بعض الأماكن طوال الوقت، ولـيس فقط أثناء انفجار البركـان، وتخرج هذه الغـازات من خلال ثقوب تسمى المنافذ البركانية الصغيرة، وتوجد هذه المنافذ في المناطق المتاخمة للبراكين، ويقوم العلماء بدراسـة الغازات الخارجة من هذه المنـافذ لمعـرفة ما يجري تحت البركان، ويأملون أن يصبحـوا قادرين علـى استخدام المعلومات التي يحصلون عليها للتنبؤ بموعد انفجاره التالي. تحوي الغازات الآتية من المنافذ البركانية الماء وثاني أكسـيد الكربون وأملاحاً كثيرة من معادن مختلفة، تتجمع هذه الأملاح حـول المنافذ فتلون الأرض، فالكبريت يلونها باللون الأصفر، والكلوريد باللـون الأبيض، تشمل الألوان الأخرى النحاس مع النيكل باللون الأخضر والكوبالت مع الرصـاص بلون قرنفلي _أزرق ،والمنجنيز مع الزنك بلون قرنفلي. كمـا أن الكبريت يجعل للمنافذ رائحة كريهة كرائحة البيض الفاسد. ينابيع وفوهات المياه الساخنة: في المناطق البركانية يخرج الماء الحار من أعماق الأرض، فهو يسخن أثناء تدفقه فوق الصخور الحارة الموجودة تحت الأرض ويحوي على الغاز، وحيثما تكون كمية الغاز كبيرة يفور الماء على شكل ينابيع حارة. وينطلق الماء في بعض الأماكن على شكل ينابيع ونوافير تسمى فوارات المياه الساخنة ،ومن أفضل الأمثلة على ينابيع وفوارات المياه الساخنة الموجودة في العالم هـي تلك التي في يلوستون بالولايات المتحدة الأمريكية، وروترروا في نيوزيلندة. ويوجد في منتزه يلستون ما يقرب من 10000ينبوع حار. تعريف ثاني للبراكين: البركان كما نعرفه شق في صخور القشرة تنبعث من فوهته حمماً ملتهبة ومواد صـلبة وغازية منبعثة من باطـن الأرض عبر المدخنة (القصبة) حتى تخرج من الفوهة، تزيد درجة حرارتها عن 1200مْ. كيف تصعد الصهارة إلى سطح الأرض ؟ تقع الصهارة تحت عدة عوامل، هي : 1_ الحــرارة. 2_ ضغط صخور القشرة الأرضية. 3_ ضغط الكميات الهائلة من الغازات والأبخرة المحصورة. فعندما تنشق القشـرة الأرضية في مكان ما من أمكنة الضعف فيهـا، تندفع الصهارة في شق تحت تأثير ضغط الغازات المرتفع، وتتفجر حمماً على سـطح الأرض. وعندما تبرد الحمم وتتصلب، تكون ما يعرف بالصخور البركانية. المظهر العام للبراكين: تتدفق الصهارة في الحالات العمة للبراكين من فتحة في قمـة البركان تدعـى فوهة البركان وفي البراكين الخامدة تكون الفوهة عبارة عن منخفض عميق، له انحدار شديد وتتراكم المواد البركانية حول فوهة البركان ،على هيئة جبل مخروطي الشكل. وفي البراكين الخامدة تتحول الفوهات إلى بحيرات ماء، أو البحيرات من السوائل الحمضية والمياه المعدنية الكبريتية. وللبركان في بعض الحالات فوهات ثانوية على سفح الجبل، وهذا دليل على قوة ضغط الصهارة المتصاعدة، وضيق عنق الفوهة الرئيسة أو انسـداده.و إذا لم تنفتح فوهة جانبية لتنفيس ضغط الصهارة، فقد ينفجر الجبل البركاني، ويتكون مخروط جديد في داخل فجوته. ملاجئ ضد البراكين : لقد أصبح بوسع العلماء التنبؤ بصورة تقريبية عن مكان تدفق الحـمم عنـد انفجار البركان.فهي تنحدر نحو الوديان والأراضي المنخفضة.وعليـه يجـب عدم إنشاء المدن والقرى في تلك الأماكن قرب بركان نشط. ويعد الرماد المتساقط مشكلة أخرى، ففي المواضع القريبة من البركان يجب أن تكون المنازل ذات أسطح مائلة حتى ينزلق الرماد عنها. هناك طريقة بسيطة جداً لحماية الناس من السحب المتوهجة، كما سنلاحظ في القصة التالية :حدث في عام 1902م أن أدخل رجل يدعى{ أغسطـس سليباريس سجن سانت بيير في جزر المارتينيك، وكان السجن مبنياً من الحجر السميك. وعندما ثار بركان مونت بيليه بعد أيام قليلة أدت سحابة متوهجة إلى م*** 30000شخص في المدينة، غير أن { أغسطس سايباريس } نجـا, فقد حمته جدران السجن المبنية من الطوب السميك ،فبإمكان النـاس بنـاء ملاجئ تشبه سجن سايباريس بشكل بسيط ورخيص جداً، وذلك باستعمال أنابيب خرسانية كبيرة مدفونة بجانب أحد التلال. آثار البراكين : لـيس صعباً على من رأى بركاناً ثائراً أن يتصور مدى الدمار والهلاك الذي تحدثه الحمم البركانية إذا ما أصـابت المناطق العمرانية. ولا تقتصـر آثـار البراكين على منطقة البركان فحسب، بل قد تتعداها إلى مناطق مجـاورة أو حتى بعيدة جداً. بعض الأمثلة على آثار البراكين : 1_ الفتك بالناس : إن تاريخ البراكين حافل بعشـرات الآلاف من الضحايا فقد فتك بركان ****اتو، ما بين جاوة سومطرة، بما يزيد على 36000نسمة. 2_ تدمير العمران : تتعرض القرى والمدن في مناطق البراكين إلى التدمير تام، أو إلى القذائف أو الرماد البركاني.ومن الأمثلـة على ذلك بركـان فيزوف الذي طمر مدينة بومبي في إيطاليا سنة 79م ودمرها بكاملها. 3_ تغيير معالم الطبيعة : لقد كون فيضان اللابة{الحمم}،قبل حوالي 15 مليون سنة، في منطقة كولومبيا، شـمال غرب أمريكا الجنوبية ،هضبة بازلتيـة تزيد مساحتها عن 500000كم تربيع وتكونت هضبة مماثلة لها في الهند. وكثيراً ما تجري اللابة في الوديان وتملؤها، أو تحول مجاري الأنهار.وقد نسف بركان ****اتوا جبلاً وثلثي جزيرة جاوة.وغارت فوهة البركان تحت سـطح البحر 4_ اضطراب المناخ : دلت الأبحاث على أن المناخ يضطرب بشكل بارز من جراء النشاط البركاني، لأن الغبار والرماد الذي ينفثه البركان، إمـا أنـه يحجب أشعة الشمس، أو أنه يمتص نسبة منها، مما يؤدي إلى برودة في الجو.وقد عزي الطقس البارد الذي ساد القارة الأمريكية في العـام 1783 _1784 إلى النشاط البركاني في كل من اليابان وأيسلندة في العام 1783م. هل للبراكين تأثيرات نافعة؟ للبراكين بعض المنافع في بعض الأحيان، غير أن الأضرار الرهيبة التي تحدثهـا، تجعل منافعها محدودة بالمقارنة. ومن أهم الآثار الإيجابية للبراكين ما يلي : 1_ إن المواد البركانية غنية بالمعادن المفيدة للصناعة والزراعة مثل: البوتاسيوم والحديد والكبريت.ومن المعلوم أن التربة الغنية بالرماد البركاني من أخصـب أنـواع التـربة. 2_تستخدم مياه الينابيع الحارة، التي تنفجر نتيجة النشاط البركاني في التطبيب و الاستشفاء من الأمراض الجلدية والروماتزم.مثل: (عين نجم بالإحساء). 3_ تستخدم المياه الحارة المنبثقة من جوانب البركان كمصدر للطاقة أحيانـاً وقد استخدمت مثل هذه المياه في أيسلندة في الأغراض الزراعيـة، وذلـك بإيصالها داخل أنابين إلى مزارع خاصة مكيفة للحصول علـى النبـاتــات الاستوائية.وفي إيطاليا استعمل الدخان الأسود الناتج من الفتحـات الغـائرة تحت سطح الأرض في تشغيل المولدات الكهـربائية. 4_ تكون فوهات البراكين بحيرات مياه قد يزيد قطرها على 3كيلومترات، أو بحيرات مواد كيميائية كالأحماض التي تعتبر ثروة طبيعية في حـد ذاتـها. 5_ بناء أجزاء شاسعة من الأرض مثل هضبة الدكـن بالهنـد وهضبة نهـر كولومبيا بأمريكا الجنوبية. 6_ من مخرجات البراكين الهامة الكبريت والذي ينتج من تكثف ثـم تجمد الغازات الكبريتية المتصاعدة في الغازات البركانية. التوزيع الجغرافي للبراكين  فوهة بركان كاتيافي أريزونا الأمريكية  لوحة فنية من القرن الثامن عشر تصور ثوران أحد البراكين البراكين الدائمة الثوران قليلة جداً على سطح الأرض، ومنها بركان سترمبولي، في جزر ليباري، قرب جزيرة صقلية، المعروف بمنارة حوض البحر الأبيض المتوسط. أمّا البراكين المتقطعة الثوران أو الهادئة نسبياً فهي الشائعة على سطح الأرض، حيث يخمد النشاط البركاني فترة من الزمن، ثم يتجدد من جديد خلال فترة أخرى، ومنها بركان أتنا في جزيرة صقلية. وهناك البراكين الخامدة، وفيها انخمد النشاط البركاني تماماً منذ فترة زمنية طويلة، وأصبحت عرضة لنحت عوامل التعرية، التي تنحت جوانب المخروط البركاني؛ ومن أمثلة الهياكل البركانية: شيبروك في المكسيك، وديفلزتور (برج الشيطان)، في ولاية وايومنغ في الولايات المتحدة الأمريكية يُقدر عدد البراكين النشيطة بحوالي 600 بركان موزعة على سطح الأرض، ويتركز معظمها في أحزمة توازي تقريبا مناطق الشقوق والتكسرات والفوالق الطبيعية متوزعة بمحاذاة سلاسل الجبال حديثة التكوين. وهناك توزيعان كبيران للبراكين : الأول: "دائرة الحزام الناري"، وتقع في المحيط الهادي. والثاني : يبدأ من منطقة بلوشستان إلى إيران، آسيا الصغرى، البحر الأبيض المتوسط ليصل على جزر آزور وكناري ويلتف إلى جبال الأنديز الغربية في الولايات المتحدة. وفيما يلي بعض أسماء البراكين في هذه المناطق:
3ــ البراكين الطباقية: البراكين الطباقية نوع شائع الوجود، وهي في شكلها وسط النمطين السابقين وتتركب مخروطاتها من مواد الحطام الصخري ومن تدفقات اللافا التي يخرجها البركان حين يهدأ ثورانه. وتكون اللوافظ التي تخرج من البركان أثناء الانفجارات المتتابعة طبقات بعضها فوق بعض، ويتألف قسم منها من مواد خشنة وقسم آخر من مواد دقيقة، وبين هذا وذاك تتداخل اللافا في هيئة أشرطة قليلة السمك. ومن هذا ينشأ نوع من الطباقية في تركيب المخروط ويمثل هذا الشكل بركان مايون أكثر براكين جزر الفليبين نشاطا في الوقت الحاضر. 4 ــ التوزيع الجغرافي للبراكين: تنتشر البراكين فوق نطاقات طويلة على سطح الأرض أظهرها: 1- النطاق الذي يحيط بسواحل المحيط الهادي والذي يعرف أحيانا بحلقة النار, فهو يمتد على السواحل الشرقية من ذلك المحيط فوق مرتفعات الأنديز إلى أمريكا الوسطى والمكسيك، وفوق مرتفعات غربي أمريكا الشمالية إلى جزر الوشيان ومنها إلى سواحل شرق قارة آسيا إلى جزر اليابان والفليبين ثم إلى جزر إندونيسيا ونيوزيلندا. 2- يوجد الكثير من البراكين في المحيط الهادي نفسه وبعضها ضخم عظيم نشأ في قاعه وظهر شامخا فوق مستوى مياهه. ومنها براكين جزر هاواي التي ترتكز قواعدها في المحيط على عمق نحو 5000م، وترتفع فوق سطح مياهه أكثر من 4000 م وبذلك يصل ارتفاعها الكلي من قاع المحيط إلى قممها نحو 9000 م 3- جنوب أوربا المطل على البحر المتوسط والجزر المتاخمة له. وأشهر البراكين النشطة هنا فيزوف قرب نابولي بإيطاليا، وأتنا بجزر صقلية وأسترو مبولي (منارة البحر المتوسط) في جزر ليباري. 4- مرتفعات غربي آسيا وأشهر براكينها أرارات واليوزنز. 5- النطاق الشرقي من أفريقيا وأشهر براكينه كلمنجارو. آثار البراكين : 1ــ في تشكيل سطح الأرض : نستطيع مما سلف أن نتبين آثار البراكين في تشكيل سطح الكرة الأرضية فهي تنشأ الجبال الشامخة والهضاب الفسيحة. وحين تخمد تنشأ في تجاويف فوهاتها البحيرات في الجهات المطيرة. 2ــ في النشاط البشري: من الغريب أن الإنسان لم يعزف السكنى بجوار البراكين حتى يكون بمأمن من أخطارها، إذ نجده يقطن بالقرب منها، بل وعلى منحدراتها أيضا. فبركان فيزوف تحيط به القرى والمدن وتغطيه حدائق الفاكهة وبساتين الكروم وجميعها تنتشر على جوانبه حتى قرب قمته. وتقوم الزراعة أيضا على منحدرات بركان (أثنا) في جزيرة صقلية حتى ارتفاع 1200 م في تربة خصيبة تتكون من البازلت الأسود الذي تدفق فوق المنطقة أثناء العصور التاريخية. وهذه البراكين لا ترحم إذ تثور من وقت خر فتدمر قرية أو أخرى ويمكن للسائر على طول الطريق الرئيسي فوق السفوح السفلى من بركان أثنا وعند نهاية تدفقات اللافا المتدفقة وهي شواهد أبدية تشير إلى الخطر الدائم المحدق بالمنطقة. وتشتهر جزيرة جاوه ببراكينها الثائرة النشطة وبراكينها تفوق في الواقع كل براكين العالم في كمية الطفوح واللوافظ التي انبثقت منها منذ عام 1500 م ومع هذا نجد الجزيرة تغص بالسكان، فهي أكثف جهات العالم الزراعية سكانا بالنسبة لمساحتها ويسكنها نحو 75 مليون شخص ويرجع ذلك كما أسلفنا إلى خصوبة التربة البركانية، وقد أنشئت بها مصلحة للبراكين وظيفتها التنبؤ بحدوث الانفجارات البركانية وتحذير السكان قبل ثورانات البراكين مما يقلل من أخطار وقوعها 0 أشهر الكوارث البركانية  جزيرة بركانية البركانالوفياتالمكانالسنةبركان فيزوف16.000بومبي هيركولانيوم79 ق.مبركان إتنا15.000صقلية1169بركان إتنا لمدة 40 يوما20.000صقلية1669بركان هيكلا9.000أيسلندا1783بارولي90.000إندونيسيا1815****اتوا40.000إندونيسيا1883مونت بيليه40.000مارتينيك1902جبل كيلود3.000جاوه1919غير معروفايسلندا2010 [عدل] أهمية البراكين يوجد في العالم حالياً نحو 516 بركاناً ناشط ; أي أن هذه البراكين لا تزال تنبعث منها مواد ملتهبة بشكل دائم أو متقطع. ويزيد عدد البراكين القديمة الخامدة عن عشرات الألوف ؛ حيث توجد الصخور البركانية في معظم مناطق الأرض ،وتكمن أهمية البراكين في الآتي:
تعتبر البراكين من الظواهر الطبيعية الفريدة التي استرعت انتباه الإنسان منذ القدم وهي تلعب دورا عظيما في العمليات الجيولوجية التي تؤثر على تاريخ تطور القشرة الأرضية وتشكلها. وذلك لأن أغلب أجزاء القشرة الأرضية تأثرت بالعمليات الاندفاعية وخضعت في تشكيلها إلى مساهمة العمليات الاندفاعية. وتفيد دراسة البراكين في التعرف على مراكز الهزات الأرضية ودراسة البراكين فرع من فروع الجيولوجيا والذي أصبح قائما بذاته يعرف باسم علم البراكين Volcanology. والبراكين يصاحبها تكون معادن وخامات هامة جدا من الناحية الاقتصادية. تعريف البركان : البركان هو ذلك المكان الذي تخرج أو تنبعث منه المواد الصهيرية الحارة مع الأبخرة والغازات المصاحبة لها على عمق من والقشرة الأرضية ويحدث ذلك خلال فوهات أو شقوق. وتتراكم المواد المنصهرة أو تنساب حسب نوعها لتشكل أشكالا أرضية مختلفة منها التلال المخروطية أو الجبال البركانية العالية. أجزاء البراكين : إذا نظرت إلى الشكل ستجد أنه يتكون من: 1- جبل مخروطي الشكل: يتركب من حطام صخري أو لابة متصلبة. وهي سيل الصهارة المواد المعدنية التي يقذفها البركان من فوهته وكانت كلها أو بعضها في حالة منصهرة، واللابة هي الصهارة المنسالة على السطح ثم تصلبت. 2- فوهة: وهي عبارة عن تجويف مستدير الشكل تقريبا في قمة المخروط، يتراوح اتساعه بين بضعة آلاف من الأمتار. وتنبثق من الفوهة على فترات غازات وكتل صخرية وقنابل بركانية وحمم واللابة (لافا)، وقد يكون للبركان أكثر من فوهة ثانوية إلى جانب الفوهة الرئيسية في قمته كما ترى في الشكل: 3- مدخنة أو قصبة : وهي قناة تمتد من قاع الفوهة إلى أسفل حيث تتصل ب فرن الصهارة في جوف الأرض. وتندفع خلالها المواد البركانية إلى الفوهة. وتعرف أحيانا بعنق البركان. وبجانب المدخنة الرئيسية، قد يكون للبركان عدة مداخن تتصل بالفوهات الثانوية. أنواع المواد البركانية: يخرج من البراكين حين ثوراتها حطام صخري صلب ومواد سائلة. 1- الحطام الصخري: ينبثق نتيجة للانفجارات البركانية حطام صخري صلب مختلف الأنواع والأحجام عادة في الفترة الأولى من الثوران البركاني. ويشتق الحطام الصخري من القشرة المتصلبة التي تنتزع من جدران العنق نتيجة لدفع اللافا والمواد الغازية المنطلقة من الصهير بقوة و*** ويتركب الحطام الصخري من مواد تختلف في أحجامها منها الكتل الصخرية، والقذائف والجمرات، والرمل والغبار البركاني. 2- الغازات: تخرج من البراكين أثناء نشاطها غازات بخار الماء، وهو ينبثق بكميات عظيمة مكونا لسحب هائلة يختلط معه فيها الغبار والغازات الأخرى. وتتكاثف هذه الأبخرة مسببة لأمطار غزيرة تتساقط في محيط البركان. ويصاحب الانفجارات وسقوط الأمطار حدوث أضواء كهربائية تنشأ من احتكاك حبيبات الرماد البركاني ببعضها ونتيجة للاضطرابات الجوية، وعدا الأبخرة المائية الشديدة الحرارة، ينفث البركان غازات متعددة أهمها الهيدروجين والكلورين والكبريت والنتروجين والكربون والأوكسجين. 3- اللافا: هي كتل سائلة تلفظها البراكين، وتبلغ درجة حرارتها بين 1000 م و 1200م. وتنبثق اللافا من فوهة البركان، كما تطفح من خلال الشقوق والكسور في جوانب المخروط البركاني، تلك الكسور التي تنشئها الانفجارات وضغط كتل الصهير، وتتوقف طبيعة اللافا ومظهرها على التركيب الكيماوي لكتل الصهير الذي تنبعث منه وهي نوعان: أ- لافا خفيفة فاتحة اللون: وهذه تتميز بعظم لزوجتها، ومن ثم فإنها بطيئة التدفق ومثلها اللافا التي انبثقت من بركان بيلي (في جزر المرتنيك في البحر الكاريبي) عام 1902 فقد كانت كثيفة لزجة لدرجة أنها لم تقو على التحرك، وأخذت تتراكم وترتفع مكونة لبرج فوق الفوهة بلغ ارتفاعه نحو 300 م، ثم ما لبث بعد ذلك أن تكسر وتحطم نتيجة للانفجارات التي أحدثها خروج الغازات. ب- لافا ثقيلة داكنة اللون: وهي لافا بازلتية، وتتميز بأنها سائلة ومتحركة لدرجة كبيرة، وتنساب في شكل مجاري على منحدرات البركان، وحين تنبثق هذه اللافا من خلال كسور عظيمة الامتداد فإنها تنتشر فوق مساحات هائلة مكونة لهضاب فسيحة، ومثلها هضبة الحبشة وهضبة الدكن بالهند وهضبة كولومبيا بأمريكا الشمالية. أشكال البراكين: 1-براكين الحطام الصخري: يختلف شكل المخروط البركاني باختلاف المواد التي يتركب منها. فإذا كان المخروط يتركب كلية من الحطام الصخري، فإننا نجده مرتفعا شديد الانحدار بالنسبة للمساحة التي تشغلها قاعدته. وهنا نجد درجة الانحدار تبلغ 30 درجة وقد تصل أحيانا إلى 40 درجة مئوية وتنشأ هذه الأشكال عادة نتيجة لانفجارات بركانية. وتتمثل في جزر إندونيسيا. 2- البراكين الهضبية: وتنشأ نتيجة لخروج اللافا وتراكمها حول فوهة رئيسية ولهذا تبدو قليلة الارتفاع بالنسبة للمساحة الكبيرة التي تشغلها قواعدها. وتبدو قممها أشبه بهضاب محدبة تحدبا هينا ومن هنا جاءت تسميتها بالبراكين الهضبية وقد نشأت هذه المخاريط من تدفق مصهورات اللافا الشديدة الحرارة والعظيمة السيولة والتي انتشرت فوق مساحات واسعة وتتمثل هذه البراكين الهضبية أحسن تمثيل في براكين جزر هاواي كبركان مونالوا الذي يبلغ ارتفاعه 4100 م وهو يبدو أشبه بقبة فسيحة تنحدر انحداراً سهلاً هينا. 3- البراكين الطباقية: البراكين الطباقية نوع شائع الوجود، وهي في شكلها وسط النمطين السابقين وتتركب مخروطاتها من مواد الحطام الصخري ومن تدفقات اللافا التي يخرجها البركان حين يهدأ ثورانه. وتكون اللوافظ التي تخرج من البركان أثناء الانفجارات المتتابعة طبقات بعضها فوق بعض، ويتألف قسم منها من مواد خشنة وقسم آخر من مواد دقيقة، وبين هذا وذاك تتداخل اللافا في هيئة أشرطة قليلة السمك. ومن هذا ينشأ نوع من الطباقية في تركيب المخروط ويمثل هذا الشكل بركان مايون أكثر براكين جزر الفليبين نشاطا في الوقت الحاضر. التوزيع الجغرافي للبراكين: تنتشر البراكين فوق نطاقات طويلة على سطح الأرض أظهرها: 1- النطاق الذي يحيط بسواحل المحيط الهادي والذي يعرف أحيانا بحلقة النار, فهو يمتد على السواحل الشرقية من ذلك المحيط فوق مرتفعات الأنديز إلى أمريكا الوسطى والمكسيك، وفوق مرتفعات غربي أمريكا الشمالية إلى جزر الوشيان ومنها إلى سواحل شرق قارة آسيا إلى جزر اليابان والفليبين ثم إلى جزر إندونيسيا ونيوزيلندا. 2- يوجد الكثير من البراكين في المحيط الهادي نفسه وبعضها ضخم عظيم نشأ في قاعه وظهر شامخا فوق مستوى مياهه. ومنها براكين جزر هاواي التي ترتكز قواعدها في المحيط على عمق نحو 5000م، وترتفع فوق سطح مياهه أكثر من 4000 م وبذلك يصل ارتفاعها الكلي من قاع المحيط إلى قممها نحو 9000 م 3- جنوب أوروبا المطل على البحر المتوسط والجزر المتاخمة له. وأشهر البراكين النشطة هنا فيزوف قرب نابولي بإيطاليا، وأتنا بجزر صقلية وأسترو مبولي (منارة البحر المتوسط) في جزر ليباري. 4- مرتفعات غربي آسيا وأشهر براكينها أرارات واليوزنز. 5- النطاق الشرقي من أفريقيا وأشهر براكينه كلمنجارو. آثار البراكين : 1- في تشكيل سطح الأرض : نستطيع مما سلف أن نتبين آثار البراكين في تشكيل سطح الكرة الأرضية فهي تنشأ الجبال الشامخة والهضاب الفسيحة. وحين تخمد تنشأ في تجاويف فوهاتها البحيرات في الجهات المطيرة. 2- في النشاط البشري: من الغريب أن الإنسان لم يعزف السكنى بجوار البراكين حتى يكون بمأمن من أخطارها، إذ نجده يقطن بالقرب منها، بل وعلى منحدراتها أيضا. فبركان فيزوف تحيط به القرى والمدن وتغطيه حدائق الفاكهة وبساتين الكروم وجميعها تنتشر على جوانبه حتى قرب قمته. وتقوم الزراعة أيضا على منحدرات بركان (أثنا) في جزيرة صقلية حتى ارتفاع 1200 م في تربة خصيبة تتكون من البازلت الأسود الذي تدفق فوق المنطقة أثناء العصور التاريخية. وهذه البراكين لا ترحم إذ تثور من وقت خر فتدمر قرية أو أخرى ويمكن للسائر على طول الطريق الرئيسي فوق السفوح السفلى من بركان أثنا وعند نهاية تدفقات اللافا المتدفقة وهي شواهد أبدية تشير إلى الخطر الدائم المحدق بالمنطقة. وتشتهر جزيرة جاوه ببراكينها الثائرة النشطة وبراكينها تفوق في الواقع كل براكين العالم في كمية الطفوح واللوافظ التي انبثقت منها منذ عام 1500 م ومع هذا نجد الجزيرة تغص بالسكان، فهي أكثف جهات العالم الزراعية سكانا بالنسبة لمساحتها ويسكنها نحو 75 مليون شخص ويرجع ذلك كما أسلفنا إلى خصوبة التربة البركانية، وقد أنشئت بها مصلحة للبراكين وظيفتها التنبؤ بحدوث الانفجارات البركانية وتحذير السكان قبل ثورانات البراكين مما يقلل من أخطار وقوعها اقرأ أيضا
3ــ البراكين الطباقية: البراكين الطباقية نوع شائع الوجود، وهي في شكلها وسط النمطين السابقين وتتركب مخروطاتها من مواد الحطام الصخري ومن تدفقات اللافا التي يخرجها البركان حين يهدأ ثورانه. وتكون اللوافظ التي تخرج من البركان أثناء الانفجارات المتتابعة طبقات بعضها فوق بعض، ويتألف قسم منها من مواد خشنة وقسم آخر من مواد دقيقة، وبين هذا وذاك تتداخل اللافا في هيئة أشرطة قليلة السمك. ومن هذا ينشأ نوع من الطباقية في تركيب المخروط ويمثل هذا الشكل بركان مايون أكثر براكين جزر الفليبين نشاطا في الوقت الحاضر. 4 ــ التوزيع الجغرافي للبراكين: تنتشر البراكين فوق نطاقات طويلة على سطح الأرض أظهرها: 1- النطاق الذي يحيط بسواحل المحيط الهادي والذي يعرف أحيانا بحلقة النار, فهو يمتد على السواحل الشرقية من ذلك المحيط فوق مرتفعات الأنديز إلى أمريكا الوسطى والمكسيك، وفوق مرتفعات غربي أمريكا الشمالية إلى جزر الوشيان ومنها إلى سواحل شرق قارة آسيا إلى جزر اليابان والفليبين ثم إلى جزر إندونيسيا ونيوزيلندا. 2- يوجد الكثير من البراكين في المحيط الهادي نفسه وبعضها ضخم عظيم نشأ في قاعه وظهر شامخا فوق مستوى مياهه. ومنها براكين جزر هاواي التي ترتكز قواعدها في المحيط على عمق نحو 5000م، وترتفع فوق سطح مياهه أكثر من 4000 م وبذلك يصل ارتفاعها الكلي من قاع المحيط إلى قممها نحو 9000 م 3- جنوب أوربا المطل على البحر المتوسط والجزر المتاخمة له. وأشهر البراكين النشطة هنا فيزوف قرب نابولي بإيطاليا، وأتنا بجزر صقلية وأسترو مبولي (منارة البحر المتوسط) في جزر ليباري. 4- مرتفعات غربي آسيا وأشهر براكينها أرارات واليوزنز. 5- النطاق الشرقي من أفريقيا وأشهر براكينه كلمنجارو. آثار البراكين : 1ــ في تشكيل سطح الأرض : نستطيع مما سلف أن نتبين آثار البراكين في تشكيل سطح الكرة الأرضية فهي تنشأ الجبال الشامخة والهضاب الفسيحة. وحين تخمد تنشأ في تجاويف فوهاتها البحيرات في الجهات المطيرة. 2ــ في النشاط البشري: من الغريب أن الإنسان لم يعزف السكنى بجوار البراكين حتى يكون بمأمن من أخطارها، إذ نجده يقطن بالقرب منها، بل وعلى منحدراتها أيضا. فبركان فيزوف تحيط به القرى والمدن وتغطيه حدائق الفاكهة وبساتين الكروم وجميعها تنتشر على جوانبه حتى قرب قمته. وتقوم الزراعة أيضا على منحدرات بركان (أثنا) في جزيرة صقلية حتى ارتفاع 1200 م في تربة خصيبة تتكون من البازلت الأسود الذي تدفق فوق المنطقة أثناء العصور التاريخية. وهذه البراكين لا ترحم إذ تثور من وقت خر فتدمر قرية أو أخرى ويمكن للسائر على طول الطريق الرئيسي فوق السفوح السفلى من بركان أثنا وعند نهاية تدفقات اللافا المتدفقة وهي شواهد أبدية تشير إلى الخطر الدائم المحدق بالمنطقة. وتشتهر جزيرة جاوه ببراكينها الثائرة النشطة وبراكينها تفوق في الواقع كل براكين العالم في كمية الطفوح واللوافظ التي انبثقت منها منذ عام 1500 م ومع هذا نجد الجزيرة تغص بالسكان، فهي أكثف جهات العالم الزراعية سكانا بالنسبة لمساحتها ويسكنها نحو 75 مليون شخص ويرجع ذلك كما أسلفنا إلى خصوبة التربة البركانية، وقد أنشئت بها مصلحة للبراكين وظيفتها التنبؤ بحدوث الانفجارات البركانية وتحذير السكان قبل ثورانات البراكين مما يقلل من أخطار وقوعها . آخر تعديل بواسطة faten forever ، 15-03-2011 الساعة 08:58 PM 
|
|
#2
15-03-2011, 08:58 PM
|
||||
|
||||
أسرار البراكين العملاقة(*)
تكشف بلورات ميكروية في الرماد البركاني عن أدلة مدهشة على أكثر الاندفاعات البركانية تدميرا في العالم. <N.I. بايندمان> تحت سطح الأرض في ولايتي كاليفورنيا ووايومنگ، يكمن بركانان في حالة سبات كانا قد ضربا المنطقة ب*** بالغ لا يمكن تصوره. وإذا ثارا فقد يغطيان خلال ساعات غرب الولايات المتحدة بسنتيمترات متعدّدة من الرماد البركاني. وبالفعل فقد ثارا على الأقل أربع مرات خلال المليوني سنة الماضية. وثمة براكين عملاقة أخرى مماثلة تكمن تحت أندونيسيا ونيوزيلندا. ويكون لانفجار بركان عملاق (سوپر بركان) supervolcano القوة المدمّرة نفسها لنجيم صغير يصطدم بالأرض ـ وقد تكون هذه القوة أحيانا أشد بعشر مرات، ما يجعل مثل هذا الانفجار أحد أكثر الكوارث الطبيعية تدميرا وينبغي للبشر توقّع حدوثها. وإضافة إلى ما تسبّبه البراكين العملاقة الثائرة من دمار مباشر ناجم عن تدفق الرماد البركاني المُحرق، تقذف هذه البراكين العملاقة الناشطة غازات تؤدّي فيما بعد إلى تقلبات مناخية خطرة على الكرة الأرضية قد تدوم عدة سنوات. ولذلك يتلهف الباحثون إلى معرفة الأسباب التي تؤدّي إلى اندفاع البراكين العملاقة ومعرفة كيفية التنبؤ بزمن ما سوف تُحدثه ثانية من دمار وما هي التحديات التي يمكن أن تستتبع آثارها الكارثية. وقد أشارت التحاليل الحديثة للبلورات الميكروية في رواسب الرماد البركاني الناتج من الاندفاعات البركانية القديمة إلى بعض الأجوبة. وهذه الأفكار، إضافة إلى التقنيات المحسّنة لمراقبة مواقع الكوارث المحتملة، جعلت العلماء أكثر ثقة بإمكان تحديد إشارات منذرة قبل وقوع انفجار اندفاع كبير. ومع ذلك تُلمّح الأعمال الجارية إلى أنّ انبعاثات بركان عملاق يمكن أن تُطلق تفاعلات كيميائية مزعجة في الغلاف الجوي جاعلة الأشهر التي تعقب مثل هذا الحدث أكثر خطورة ممّا كان يظنّ من قبل. يسود اتفاق كامل تقريبا بين جميع خبراء البراكين أنّه من غير المحتمل إلى أبعد الحدود أن يعاني الذين يعيشون حاليا على الكرة الأرضية تأثيرات بركان عملاق ناشط؛ إذ تنزع الاندفاعات البركانية الكارثية إلى الحدوث مرة واحدة كل عدة مئات من آلاف السنين. ومع ذلك فإنّ ضخامة مثل هذه الأحداث وتأثيراتها في الكرة الأرضية هيمنت على اهتمام العلماء منذ خمسينات القرن الماضي. رَهْبَة مبكرة(**) من الأشياء الأولى التي اكتشفها الجيولوجيون، وديان دائرية ضخمة ـ بقطر يراوح بين 30 و 60 كم وعمق عدة كيلومترات ـ وهذه الوديان تبدو مشابهة على نحو لافت للنظر إلى الكلديرات calderas الحوضية الشكل التي تقع على قمة الكثير من براكين الكرة الأرضية المشهورة. تتشكّل الكلديرات بصورة نموذجية عندما تُفْرِغ حجرةُ الصخور المنصهرة الواقعة تحت منفس بركاني محتواها (من الصُّهارة magma) إلى سطح الأرض مسببة بذلك انهيار الأراضي التي فوقها. ويلاحظ أنّ هذه الوديان الشبيهة بالكلديرات تقع بالقرب من بعض أكبر الرواسب على الكرة الأرضية من الصخور البركانية التي توضّعت خلال انفجار بركان واحد. وبحسب ما توصّل إليه الباحثون فإنّ تلك الرواسب ما هي إلاّ بقايا براكين عملاقة ـ أكبر بمئات، بل بآلاف، المرات من البركان Mount Saint Helens المشهور في ولاية واشنطن. عرف الباحثون، من المقاس المفرط للكلديرات والحجم العملاق المقدّر من المواد البركانية المندفعة، أن حجم حجرات الصخور المنصهرة الموجودة تحتها كان هائلا أيضا. وبسبب ندرة وجود قشرة قارات continental crust ثخينة ومصادر حرارية ضرورية لإحداث أمثال هذه الحجرات الكبيرة جدا من الصهارة، فإن وجود البراكين العملاقة نفسها نادر أيضا. فخلال المليوني سنة الماضية، قذفت هذه البراكين في آن واحد نحو 750 كيلومترا مكعبا على الأقل من الصهارة في أربع مواقع فقط: موقع يلوستون ناشيونال پارك في ولاية وايومنگ وموقع لونگ فالي في ولاية كاليفورنيا وموقع طوبا Toba في جزيرة سومطرا وأخيرا موقع تاوپو Taupo في نيوزيلندا. هذا ويستمر البحث عن اندفاعات بركانية كبيرة جدا مماثلة في المناطق الأخرى التي تتمتع بقشرة قارات ثخينة، كما هي الحال في غرب أمريكا الجنوبية وأقصى شرقي روسيا. وفي الأحداث الماضية خلال سبعينات القرن الماضي، أظهرت التحقيقات الأسلوب الذي يمكن أن تتشكّل به حجرات الصهارة وتصبح خطرة. ففي موقع يلوستون وتحت سطح أرضها تتحرّك صفيحة أمريكا الشمالية التكتونية فوق دفق plume عائم من صخور منصهرة حارة لزجة القوام يصعد من وشاح الأرض(1) mantle. وهذا الدفق الحار الذي يدعى البقعة الحارة hot spot ويقوم بوظيفة حرّاق بُنزن Bunsen ضخم أدّى إلى صهر، بمقدار كاف، القشرة الأرضية المتوضّعة فوقه ليحفّز الاندفاعات البركانية الكارثية خلال الـ16 مليون سنة الماضية. أمّا في موقع طوبا بجزيرة سومطرا فيبدو أنّ أسلوب منشأ حجرات الصهارة يكون مختلفا. فهذا المكان يقع فوق نطاق الانغراز(2) subduction zone، حيث تنزلق فيه صفيحة تكتونية تحت صفيحة أخرى؛ إذ يسبّب تقارب الصفيحتين تأججا حراريا واسع الانتشار خصوصا من خلال الانصهار الجزئي لوشاح الأرض فوق الصفيحة المنغرزة.  حلقة من النار: تنفجر من منافس بركانية عملاقة بحجم الجبل حول الحافة الخارجية لبركان عملاق ناشط. وسحبٌ حارة وخانقة تحجب الرؤية، وهي مؤلفة من الغاز والرماد البركاني. وبصرف النظر عن منشأ الحرارة، فإنّ الضغط في حجرات الصهارة يزداد مع الزمن مع تجمّع المزيد من الصهارة فيها وتحت تأثير الوزن الهائل للصخور الموجودة فوقها. ويحدث الاندفاع البركاني الكبير بعد أن ترفع الصهارة المنضغطة القشرة الأرضية المتوضّعة فوقها بمقدار كاف لإحداث شقوق شاقولية تمتد حتى سطح الكرة الأرضية. تندفع الصهارة نحو الأعلى في هذه الشقوق الجديدة الواحد بعد الآخر لتشكل، في آخر الأمر، حلقة من المنافس vents البركانية (الاندفاعية). وعندما تلتحم هذه المنافس بعضها ببعض لا يبقى للأسطوانة الصخرية الكبيرة المتشكّلة ضمن حلقة المنافس أي دعامة تحملها. وهذا «السقف» ينهار، قطعة واحدة أو كتلا مجزأة، على ما تبقّى من الصهارة في الحجرة، مثلما ينهار سقف منزل فَقَدَ دعائمه. وهذا الانهيار يدفع نحو الأعلى وبشدة مزيدا من الغاز واللابة(3) بحيث ينفجر على محيط حلقة المنافس (انظر الإطار في الصفحتين 56 و 57). أخذ بصمات الاندفاعات البركانية(***) لايزال الغموض مستمرا. فمن الواضح، كما يدرك الباحثون اليوم، أنّ كل حجرة كبيرة من الصهارة لا تنفجر بالضرورة بصورة كارثية. فمثلا يعدّ موقع يلوستون موطنا لأحداث انفجارية تمثلها ثلاث كلديرات لأحدث البراكين العملاقة في العالم ـ تشكلت على التتالي الواحدة فوق الأخرى قبل 2.1 مليون سنة و1.3 مليون سنة والأخيرة قبل 000 640 سنة. ومع ذلك، في الفترات الفاصلة بين هذه الأحداث الانفجارية، كانت حجرة الصهارة تطلق أحجاما مماثلة من الصهارة ببطء وهدوء. ولا يزال حتى الآن سبب صعود الصهارة أحيانا ببطء نحو سطح الأرض غامضا. إن البحث في تركيب بلورات صغيرة محتجزة داخل اللابة والرماد البركاني في موقع يلوستون، أشار إلى جواب جزئي، وذلك بتقديم فكرة جديدة عن كيفية تشكّل الصهارة. ولعقود من الزمن، افترض الجيولوجيون أنّ الصهارة تستقر كحوض من الصخور المنصهرة لملايين من السنين في زمن من الأزمان، وفي كل زمن ينسكب جزء منه إلى سطح الأرض تعوّضه مباشرة كمية جديدة من الصخر المنصهر تصعد من الأسفل لتعيد ملء حجرة الصهارة من جديد. فإذا كان هذا التصوّر صحيحا سيتوقّع المرء الكثير الكثير من الاندفاعات البركانية العملاقة والكارثية، بسبب تعذّر حفظ كتل الصهارة الكبيرة في القشرة الأرضية من الناحيتين الميكانيكية والحرارية من دون تفريغها بصورة متكرّرة. نظرة إجمالية/ اندفاعات بركانية عملاقة(****) قلبت تحاليل حديثة لتركيب بلورات صغيرة، موجودة ضمن رواسب الرماد البركاني الناتجة من اندفاعات بركانية ما قبل تاريخية، معتقدات قديمة حول سلوك البراكين العملاقة ـ وكشفت عن مفاجآت جديدة حول الآثار التي تتركها الكوارث. إنّ المجريات الداخلية في حجرات الصهارة التي تفجّر البراكين العملاقة يمكن أن تتطوّر بطرائق تؤثّر بقوة في أسلوب الاندفاعات البركانية في المستقبل. إن فترة الشتاء البركاني volcanicwinter الذي يسيطر على الكرة الأرضية عند ثوران بركان عملاق، أقصر، على الأرجح، ممّا كان يعتقد من قبل، مع أنّه يمكن أن تكون تفاعلاته الكيميائية مع الغلاف الجوي أكثر خطورة. اعتمدت الفكرة القديمة اعتمادا كبيرا على ما يدعى تحليل كامل الصخر الذي يسمح للباحثين بالحصول على مجموعة واحدة من القياسات الكيميائية لكل عينة بحجم قبضة اليد جمعها الباحثون من الصخر البركاني. ووفرت تلك البيانات أنماطا عامة ومهمة لتطور الصهارة، ولكنّها كانت غير كافية لتحديد عمر الصهارة المقذوفة والعمق الذي تشكلت فيه. إنّ كل كتلة من الصخر الاندفاعي مكوّنة في الواقع من آلاف البلورات الصغيرة وكل بلورة تنفرد بعمرها وتركيبها ومجريات تشكُّلها عن غيرها من البلورات. وهكذا عندما أمكن للتقدّم التقاني في أواخر الثمانينات من القرن الماضي من تحليل البلورات الفردية بدقة مقبولة، كان ذلك بمثابة قراءة فصول منفردة من كتاب وليس الاعتماد على قراءة دعاية التعريف به على غلاف هذا الكتاب لشرح موضوعه. بدأ الباحثون بإدراك أنّ بعض البلورات ـ ومن ثم الصهارات التي تشكّلت ضمنها في الأصل ـ نشأت على سبيل المثال بزمن أبكر من غيرها وأنّ بعضها تشكّل في الأعماق تحت سطح الأرض، في حين تشكّل بعضها الآخر بالقرب من هذا السطح. وخلال عشر السنوات الماضية، اهتم الجيوكيميائيون اهتماما خاصا بنمط مستقر من البلورات البركانية يدعى الزركون Zircone. ومن المعلوم أن بلورات الزركون يمكن أن تتحمّل تغيرات بالغة من حيث الحرارة والضغط من دون أن يتعرّض تركيبها الأصلي إلى التغيير، فقد استخدمها بعض الباحثين ـ ومن بينهم <J.W.فالي> [من جامعة ويسكونسين في ماديسون] لدراسة التطوّر المبكر للقشرة الأرضية [انظر: «هل كانت الأرض باردة في بداية تكوّنها؟»،مجلة العلوم، العدد 12 (2005)، ص 20]. وعندما انضممت إلى فريق <فالي> كزميل فيما بعد الدكتوراه في عام 1998، استخدمنا عينات بلورات الزركون المأخوذة من موقع «يلوستون» لاقتفاء أثر تاريخ صهارتها الأصلية التي تشكّلت فيها والتي كشفت بدورها عن أدلة مهمة على السلوك الذي يمكن أن يسلكه البركان في المستقبل. كانت الخطوة الأولى في قياس نسب النظائر المختلفة من الأكسجين في بلورات الزركون من أحدث اندفاع بركاني كبير في موقع يلوستون ـ الذي نتج بعد انفجاره، قبل 000 640 سنة، ترسب تشكيلة طف لافا كريك(4) ـ وهي عبارة عن رواسب أحفورية من الرماد البركاني المتصلّب تصل ثخانتها في بعض الأمكنة إلى 400م ـ إضافة إلى ترسّب رواسب أحدث كانت قد قذفت خلال اندفاعات أقل شدة منذ ذلك الزمن. وعندما أنهيت تحاليلي الأولية كنت مندهشا مع <فالي> من استنتاج أنّ تركيب الأكسجين في تلك البلورات من الزركون لا يماثله في بلورات زركون وشاح الأرض العميق الحار، كما كان متوقّعا فيما لو أنّ حجرات الصهارة المفرّغة كانت تُملأ دائما من الأسفل. يكون لبلورات الزركون المتشكّلة في الصهارات التي يكون أصلها من الوشاح بصمة متميّزة؛ إذ عندما تتجمّع العناصر المنصهرة في الصهارات لتشكيل بلورات الزركون، فإنّ هذه البلورات تأخذ نسبة مرتفعة واضحة من الأكسجين O18 ) 18 ) ـ وهو نظير تحوي نواته عشرة نيوترونات عوضا عن ثمانية نيوترونات في الأكسجين العادي (O16). أدركت فورا مع <فالي> أنّه لا بد وأن تكون الصهارة قد تشكّلت من انصهار صخر كان بالقرب من سطح الأرض. فبلورات الزركون التي درسناها يكون أكسجينها 18 مستنفدا بالنسبة إلى بلورات الزركون المتكونة في وشاح الأرض، ويحدث مثل هذا الاستنفاد فقط إذا تشكلت البلورات في صخور كانت قد تفاعلت مع الأمطار والثلوج. وهكذا افترضنا أن صخور السقف المنهار من أحد أقدم اندفاعين بركانيين كبيرين في موقع يلوستون لا بد وأن تكون قد انصهرت لتشكيل جميع الصهارة التي اندفعت خلال كارثة «لافا كريك» الأحدث والاندفاعات البركانية الأقل شدة منذ ذلك الزمن. وهذه الفرضية اكتسبت الدعم عندما اكتشفنا أنّ أعمار بلورات الزركون من الاندفاعات التي حصلت بعد «اندفاعات لافا كريك» تمتد على كامل نحو مليوني سنة من بركنة volcanism موقع يلوستون. إنّ مثل هذه البلورات القديمة من الزركون يمكن أن توجد فقط في الرماد البركاني الأحدث فيما إذا كان منشؤها من مواد كانت قد قُذفت خلال الاندفاعات الأقدم وفيما إذا كانت المواد قد انهارت فيما بعد إلى حجرة الصهارة وانصهرت ثانية لتساعد على تحريض اندفاعات بركانية أحدث. أكبر فأكبر(*****) تنشر البراكين العملاقة (باللونين البرتقالي والأزرق) الرماد البركاني إلى مسافات أبعد بكثير مما تنشره حتى الأشكال الكبيرة من البراكين التي يعتبرها معظم الناس من البراكين العادية (باللونين الأصفر والأرجواني)، لأنّ البراكين العملاقة تقذف كمية أكبر من المواد من حجرات الصهارة العملاقة.  تفيد النتائج التي توصّلنا إليها في تمكين العلماء حاليا من توقّع بعض التنبؤات حول السلوك الذي سوف يسلكه البركان العملاق في موقع يلوستون، وربما سلوك البراكين العملاقة في أمكنة أخرى، في المستقبل. فإذا بدأت جولة جديدة من اندفاعات بركانية صغيرة منذرة في موقع يلوستون ـ تحدث عادة قبل أسابيع إلى مئات السنين من انفجار كارثي ـ فإن فحص بصمة الأكسجين في تلك اللابة وأعمار بلوراتها من الزركون ينبغي أن يكشف عن نمط الصهارة المتوافرة في حجرة الصهارة في الأسفل. فإذا كان الأكسجين 18 مستنفدا في الاندفاع البركاني التالي، حينئذ يحتمل أن هذا الاندفاع لايزال يتغذّى بالبقية الراكدة من الصهارة الأصلية التي يحتمل أن تكون حاليا مؤلّفة من مادة متصلبة كثيفة أكثر من مائع متفجّر. وبالمقابل إذا كانت اللابة تحمل بصمة صهارة جديدة من وشاح الأرض ولا تحوي بلورات زركون قديمة، حينئذ يحتمل أن تكون آتية من حجم كبير من صهارة جديدة ملأت حجرة الصهارة من الأسفل. وتدل هذه النتائج ضمنا على بدء جولة جديدة من البركنة ـ وأنّ لدى حجرة الصهارة المحتقنة من جديد احتمال أكبر لأن تنفجر بصورة كارثية. عاقبة فورية(******) كشفت بلورات صغيرة وبصماتها النظائرية أيضا مفاجآت ـ منها المفيد ومنها المؤذي ـ حول الآثار الفورية بعد كارثة الاندفاعات البركانية الكبيرة. وأحد أمثلة الآثار الكارثية للبركان العملاق الذي درس دراسة جيدة هو تشكيلة «طف بيشوپ» Bishop tuff وهي طبقة من الرماد البركاني المتصلّب تراوح ثخانتها ما بين 10 و 100م وتنكشف على سطح الأرض في الموقع Volcanic Tablelands شرق ولاية كاليفورنيا. تمثّل هذه الطبقة الثخينة ما تخلّف من قذف نحو 750 كم3 من الصهارة خلال تشكّل كلديرا البركان العملاق في الموقع Long Valley قبل 000 760 سنة. افترض الكثير من الجيولوجيون، طوال عقود، أنّه لا بد وأن تكون سلسلة من اندفاعات بركانية متميّزة قد حدثت على مر ملايين السنين لإنتاج تشكيلة «طف بيشوپ» الواسعة الانتشار. ولكن الدراسات الدقيقة لقطيرات ميكروية من الصهارة المحتجزة ضمن بلورات صغيرة من الكوارتز كشفت عن تفسير مختلف. يعتمد معدل السرعة التي تترك فيها الصهارة حجرتها بصورة رئيسية على عاملين اثنين: لزوجة الصهارة (أي قدرتها على الجريان) وفرق الضغط بين حجرة الصهارة وسطح الأرض. ولأنّ الضغط داخل قطيرة الصهارة يماثل ضغط الحجرة التي تشكلت فيها الصهارة، فإنّ قطيرة الصهارة تُماثل نسخة مصغرة عن حجرة الصهارة نفسها.   لم تكن البراكين العملاقة الخامدة في موقع لونگ فالي بولاية كاليفورنيا (الشكل العلوي) على شكل قمم واضحة مخروطية الشكل مثل ما هي عليه في ماونت سانت هيلينز بولاية واشنطن (الشكل السفلي). وإنّما تتميّز، عوضا عن ذلك، بفوهات بركانية عملاقة (كلديرات)، وهي منخفضات في سطح الأرض تشكّلت عندما انهارت الأرض نحو حجرات الصهارة التي غذّت معظم الاندفاعات البركانية الكبيرة الحديثة. وبإدراك هذا التماثل درس<A.أندرسون> [من جامعة شيكاگو] مع زملائه حجم قطيرات الصهارة تحت المجهر لتقدير المدة التي تستغرقها الصهارة لتنسكب على السطح. يعتقد الجيولوجيون حاليا، اعتمادا على ما ذُكِر وعلى تجارب أخرى وملاحظات ميدانية خلال التسعينات من القرن الماضي، أنّ تشكيلة «طف بيشوپ» ـ ومن المحتمل أن معظم الرواسب البركانية الأخرى المنبثقة من الاندفاعات الكبيرة ـ كانت قد قُذفت في انفجار واحد دام ما بين 10 و100 ساعة. كان على الباحثين، بعد هذا الاكتشاف، أن يعدّلوا فكرتهم المتعلقة بإعادة تكوين اندفاعات البركان العملاق (السوپر بركان)؛ وهذا ما يتوقعونه بصورة عامة حاليا من حَدَثٍ بحجم الأحداث التي ضربت موقعي «لونگ فالي» و«يلوستون»: عوضا عن انسكاب بطيء للاپة حارة متوهجة كما ترى وهي تسيل الآن على جوانب البركان Kilauea في جزيرة هاواي، تكشف هذه الاندفاعات عن انفجارات فوق صوتية من مزيج رغوي القوام ذي حرارة عالية جدا مؤلف من الغازات والرماد البركاني يرتفع في الجو إلى طبقة الاستراتوسفير stratosphere، إلى ارتفاع 50 كم. وبسبب انهيار الأراضي فوق حجرة الصهارة تنفجر سحب رمادية كثيفة مؤلفة من صخور فتاتية نارية Pyroclastic، وتتدفّق بصورة أفقية على كامل محيط الكلديرا. وتشكّل هذه التدفقات مظهرا متوسطا بين اللابة والرماد البركاني، ولذلك فإنّها تتحرّك بسرعة كبيرة جدا تصل إلى 400 كم بالساعة، بحيث لا تتمكّن السيارات والطائرات الصغيرة، بحسب بعض المصادر، أن تنجو منها. وإضافة إلى ذلك تكون هذه التدفقات حارة جدا ـ من 600 إلى 700 درجة مئوية ـ فهي تؤدّي إلى حرق ودفن كل شيء في طريقها الذي يمتد إلى عشرات الكيلومترات في جميع الاتجاهات. يمكن أن يكون للرماد البركاني المندفع نحو الغلاف الجوي، الذي يكون مؤذيا مثل الأذى الذي تسبّبه تدفقات الصخور الفتاتية النارية، عواقب أخطر إلى أبعد الحدود. فقد يسقط هذا الرماد البركاني ذو اللون الرمادي الباهت كما يندف الثلج، ربّما لمدة أيام أو أسابيع، على مناطق تبعد مئات الكيلومترات عن مكان الاندفاع البركاني. وضمن مسافة 200 كم من الكلديرا قد يختفي معظم ضوء الشمس، وهكذا قد تبدو السماء عند الظهيرة مثلما تبدو عند هبوط الليل. وقد تدفن، وأحيانا تسحق، المنازل والناس والحيوانات. وحتى على بعد 300 كم، يمكن أن تصل ثخانة طبقة الرماد البركاني المترسب نصف متر؛ وإذا اختلط هذا الرماد مع المطر سيكون وزنه كافيا جدا لانهيار سقوف المنازل. وقد تعطّل كمية أقل من هذا الرماد التيار الكهربائي ومحطات البث الإذاعي. وبثخانة طبقة قدرها ملّيمتر واحد من الرماد البركاني التي يمكن أن تغطي سطح نصف محيط الكرة الأرضية، قد تؤدّي إلى إغلاق المطارات وإنقاص الإنتاج الزراعي على نحو خطر. دورات فائقة(*******) تتشكّل الحجرات العملاقة من الصهارة magma التي تغذّي البراكين العملاقة فوق البقع الحارة hotspots (أعمدة في أعماق الأرض تصعد عبرها الصخور المنصهرة) أو فوق نطق الانغراز subductionzones (وهي النطق حيث تنغرز صفيحة تكتونية تحت صفيحة أخرى). ففي كلتا الحالتين، تتجه البراكين العملاقة إلى اتباع دورة اندفاعية التي هي أفضل فهما حاليا ممّا كانت عليه من قبل. وفيما يلي أشكال للخطوات الأساسية الأربع، بدءا من التشكيل الأولي لحجرة الصهارة، يتمثّل في كل منها نطاق الانغراز. 1 - ينتج من الانصهار الجزئي لصخور وشاح الأرض الواقعة فوق الصفيحة المنغرزة من قشرة المحيطات، الصهارة (الماگما) التي تتقدّم صاعدة نحو الأعلى باتجاه قاعدة قشرة القارات وتتجمّع هناك. تقوم حجرة الصهارة السفلى بعمل حرّاق بُنزن ضخم يصهر في آخر الأمر أجزاء من قشرة القارات التي يكون لصخورها نقطة انصهار أخفض من الصخور الموجودة تحتها. تصعد بعض الصهارة أيضا عن طريق أقنية شاقولية بين الحجرتين.  2- بقدر ما يزداد حجم حجرة الصهارة العليا بقدر ما تنتفخ الأرض التي فوقها وتتشقّق. إنّ تركيب هذه الصهارة الغني بالسيليكا ودرجة حرارتها المنخفضة، بالنسبة إلى تركيب وحرارة وشاح الأرض، يجعلها تقاوم الجريان بصورة خاصة، وهكذا يصبح مرور الماء والغازات عبرها صعبا. ونتيجة لذلك، عندما تشق سدادة من الصهارة اللزجة طريقها فجأة إلى السطح على طول شق شاقولي، تميل المواد التي تحتها بضغطها المرتفع إلى الانفجار ب*** أكثر من أن تتدفّق ببطء.  3 - يتحطم، في آخر الأمر، سطح الأرض المُجهد عندما تشكّل منافس انفجارية جديدة حلقة قطرها بقطر حجرة الصهارة. تنهار القطع المتشقّقة من الصخور نحو حجرة الصهارة مجبرة كميات إضافية من الصهارة على الصعود إلى الحافات الخارجية للحلقة. إنّ انطلاق هذه الصهارة المفاجئ يحوّلها إلى سحب حارقة واسعة الانتشار من الصخور والرماد البركاني والغاز تعرف بالتدفق الفتاتي الناري flowpyroclastic الذي يخرّب مساحة تمتد لعشرات الكيلومترات في جميع الاتجاهات.  4 - بعد اندفاع البركان، يستقر فوق حجرة الصهارة ـ المفرّغة جزئيا من محتواها ـ منخفض يشبه فوهة البركان يعرف بالكلديرا caldera أو فوهة البركان الضخمة. إن الأراضي المنهارة في داخل حجرة الصهارة تبدأ مع مرور الزمن بالانصهار، وبذلك تتشكّل كتلة أصغر من الصهارة، التي تشكّل مع قوى أخرى قبة في مركز الكلديرا. يمكن أن تتسرّب من هذه المنطقة لابة (حمم بركانية) بطيئة الحركة مرات متعددة قبل أن تتجمّع الصهارة بصورة كافية لتحفيز اندفاع ضخم جديد.  وتدريجيا فقط يمكن أن تغسل الأمطار (التي أصبحت حامضية بالغازات البركانية) الغطاء الثخين من الرماد البركاني وتجرفه. وبسبب عوم الصخور البركانية والرماد البركاني قد تُسَدُّ الممرات المائية الرئيسية. ويمكن أن ينتهي النقل النهري عبر الممرات المائية إلى التوقّف. وبالفعل فقد اخترق حفر بئر نفطية في خليج المكسيك طبقة ثخينة بصورة غير متوقعة من حطام صخري بالقرب من دلتا نهر المسيسيبي نتج من اندفاعات لبراكين عملاقة ـ وهي تمتد على مسافة تزيد على 1000 ميل في موقع يلوستون. فقد أمكن تراكم هذه الكمية من الحطام الصخري البركاني الناجمة عن بركان بعيد جدا بعد عومها وانتقالها نحو مصب النهر، ومن ثم التصاقها بالرواسب التي في قاع المحيط. لقد كان لدى الباحثين أسبابهم للاعتقاد أنّ عواقب أخرى قد تنشأ عن انطلاق أحجام كبيرة من غاز، بقي تركيبه غير معروف تماما، نحو الغلاف الجوي الأعلى للأرض، وإمكانية استمرار انطلاقه لسنوات متعدّدة. وتشير الأبحاث الجديدة إلى أنّ بعض هذه النتائج قد لا تكون مؤذية مثل ما كان يُخشى من قبل، ولكن يمكن لبعضها الآخر أن يكون أكثر أذى. وهذا ما توضّح مرة ثانية حالما تمت دراسة تركيب النواتج الثانوية الصغيرة من الاندفاعات البركانية الماضية. من الغازات المتنوعة التي تؤلف أي اندفاع بركاني، يسبّب ثنائي أكسيد الكبريت (SO2) التأثير الأقوى في البيئة؛ فهو يتفاعل مع الأكسجين والماء لإنتاج قطيرات دقيقة من حمض الكبريت (H2SO4). وتشكّل هذه القطيرات المصدر الرئيسي الذي يحجب الشمس ويؤدّي إلى التبرّد المناخي المفاجئ الذي قد يسيطر على الكرة الأرضية بعد الاندفاعات البركانية الكبيرة. ومن المعروف أنّ الدورة المائية (الهدرولوجية) على الكرة الأرضية تأخذ أشهر أو سنين لتغسل وتزيل القطيرات الحامضية بصورة كاملة. والكثير من الباحثين يقدّر تقديرات غامضة أنّ فصول شتاء بركانية volcanic wintres قد تدوم عشرات السنوات إذا لم تدم مئات السنين. ولكن في السنوات الأخيرة كشف باحثون آخرون عن دليل يخفّض كثيرا هذه المدة. يُحتجز معظم آثار حمض الكبريت تقريبا الناتج بعد الاندفاعات البركانية الكبيرة في الثلج والجليد كلّما انفصل هذا الحمض عن الغلاف الجوي الملوّث. فقد وجد الباحثون في عام 1996، الذين يدرسون لبابات الجليد المأخوذة من گرينلند وقارة القطب الجنوبي (قارة الأنتاركتيكا)، أنّ كمية حمض الكبريت القصوى حصلت بعد الاندفاع البركاني الكبير في موقع «طوبا» قبل000 74 سنة. فقد قذف هذا الاندفاع 2800 كم3 من اللابة والرماد البركاني وأدّى إلى خفض متوسط درجة حرارة الكرة الأرضية بين 5 و 15 درجة مئوية. ومن دون شك، كانت نتائج هذه البرودة خطرة، غير أنّها لم تدم مدة طويلة كما كان يُعتقد من قبل: لقد اختفى حمض الكبريت من لبابات الجليد بعد ست سنوات؛ أو بعد مدة أقل من ذلك بحسب بعض الباحثين الآخرين.  تشكّل الرواسب البركانية الواسعة الانتشار منحدرا شديد الانحدار في الجبل Yucca Mountain بنيکادا. وهي بقايا تدفقات من الرماد البركاني الحارق الناتج من الاندفاعات العملاقة التي انطلقت في الجوار قبل نحو 12.8 مليون سنة (الطبقة السفلى) وقبل نحو 12.7 مليون سنة (الطبقة العليا).  يتشكّل الجدار الصلب في غرب نبراسكا المؤلّف من صخر رمادي اللون من تراكم رماد بركاني خانق تخلّف عن اندفاع كبير من موقع غير معروف قبل نحو 28 مليون سنة. تدل عناصر في الرماد البركاني على أنّ مثل هذه الاندفاعات الكبيرة يمكن أن تغيّر كيميائية طبقة الاستراتوسفير(5) stratosphere. إنّ احتمال كون مدة «فصول الشتاء البركانية» أقصر ممّا كان يعتقد هي أخبار سارّة. ولكن طريقة جديدة جرى تطويرها خلال السنوات الخمس الأخيرة لدراسة تركيب ذرات الأكسجين في الأمطار الحمضية البركانية كشفت عن وجود إشارة منذرة بالخطر مختلفة تماما حول التأثيرات المديدة لثنائي أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي. ولكي يتحول الغاز SO2 إلى الحمض H2SO4 لا بد أن يتأكسد ـ وبتعبير آخر ينبغي أن يكتسب ذرتين من الأكسجين من مركّبات أخرى موجودة بالفعل في الغلاف الجوي. فالمركبات التي تؤدي بالفعل الدور الأساسي هي موضوع لا يزال قيد المناقشة الحامية في الأبحاث الحالية. وهكذا عندما بدأت العمل مع <M.J.إيلر> [في هيئة الباحثين بمعهد كاليفورنيا للتقانة] في عام 2003، بحثنا عن دليل في العينات التي أخذتها من طبقات الرماد البركاني الناتجة من الاندفاعات البركانية القديمة في موقعي «يلوستون» و «لونگ فالي».  تنكشّف حاليا هياكل الحيوانات التي كانت مدفونة في التشكيلة Ashfall Fossil Beds (طبقات أحافير الرماد البركاني)، المتشكّلة نتيجة اندفاع كارثي في ولاية إيداهو قبل 12 مليون سنة، في المتنزه State Historical park بولاية نبراسكا. ومن المحتمل أن تكون معظم الحيوانات قد ماتت ببطء عندما ملأ الرماد البركاني (الذي يتألّف بصورة أساسية من دقيق زجاجي) رئاتها وسحج أسنانها؛ ويمكن أن تكون المواد الكيميائية في الرماد البركاني قد سمّمت أيضا مياه شربها. بدأنا بتحليل عيناتنا بالتركيز بصورة خاصة على مؤكسد فعّال هو الأوزون: غاز مؤلّف من ثلاث ذرات من الأكسجين أكثر ما يُعرف عنه أنّه يقي الكرة الأرضية من أشعة الشمس فوق البنفسجية الخطرة. وبسبب التحوّلات الكيميائية النادرة التي تتعرّض لها بعض الغازات بوجود ذلك الإشعاع الشمسي الشديد، يتميّز غاز الأوزون بشذوذ فيما يسمّى بصمة أكسجين نظيره O17 ) 17 ) المستقلة عن كتلته، التي، بمعنى آخر، يمكن أن تعتبر زيادة من الأكسجين 17. عندما يتفاعل الأوزون أو أي جزيء آخر غني بالأكسجين في طبقة الاستراتوسفير من الغلاف الجوي، مع الغاز SO2، ينقل بصمة نظير أكسجينه 17 إلى الحمض الناتج ـ وهذا يعني أنّ شذوذ الأكسجين 17 يستمر في الحمض الجديد. لقد وجد الجيوكيميائيون في عام 2003 الذين يعملون في جامعة كاليفورنيا بسان دييگو، الدليل المذكور آنفا، ما يدلّ على أنّ هذه البصمة تكون محفوظة أيضا في ذرات أكسجين الحمض الذي يسقط فيما بعد كأمطار وفي مركبات الكبريتات التي تتشكّل عندما تتفاعل الأمطار الحمضية مع الرماد البركاني على الأرض. تخريب طبقة الأوزون(********) ظهرت الغازات الخطرة المنبعثة من البركان MountPinatubo في الفليبين عام 1991 كألوان في صور الساتل(6) المأخوذة لغلاف الأرض الجوي الأعلى (خلفية الصورة). يشير دليل جديد إلى أنّ مثل هذه الغازات المنبعثة من البراكين العملاقة في المستقبل يمكن أن تستنفد إلى حد بعيد طبقة الأوزون الواقية لكوكب الأرض، قبل أن تسقط على شكل أمطار حمضية وتختلط مع الرماد البركاني لتشكّل الكبريتات. تتضمّن عينات الكبريتات المأخوذة من رواسب أربعة براكين عملاقة زيادة استثنائية في نظير الأكسجين O17 ) 17 ) (تمثّل المساحات الملوّنة غير المنتظمة في المخطط مجموعات من القياسات)؛ تحدث هذه الزيادة فقط في المركبات التي اكتسبت الذرات النادرة خلال التفاعلات مع غازات خاصة، على الأرجح غاز الأوزون، في الطبقة العلوية من غلاف جو الكرة الأرضية. إنّ المواد التي تتشكل على سطح الأرض وتبقى هناك، مثل منتجات معظم الاندفاعات الصغيرة لا تشير إلى مثل هذه الحالة الشاذة (الخط الأزرق).  وتدل زيادة الأكسجين 17 والمركبات الكيميائية الأخرى التي وجدناها في كبريتات عينات الرماد البركاني المأخوذة من موقعي «يلوستون» و «لونگ فالي» على أنّ كميات كبيرة من أوزون طبقة الاستراتوسفير استخدمت في التفاعلات مع غازات الاندفاعات البركانية الكبيرة التي انطلقت من الموقعين المذكورين. وبيّن باحثون آخرون يدرسون طبقات الحمض في لبابات الجليد من مناطق قارة القطب الجنوبي أنّ تلك الأحداث أدّت أيضا على الأرجح إلى تآكل أوزون الاستراتوسفير، وهذا يجعلنا نفكر كما لو أنّ انبعاثات البراكين العملاقة تستغرق مدة أطول لتأكل ثقوب طبقة الأوزون ممّا تستغرق لتبريد المناخ. قد يكون هذا النقص في طبقة الأوزون الواقية متوقعا ليفضي إلى كمية متزايدة من الإشعاع فوق البنفسجي الخطر الذي يصل إلى سطح الكرة الأرضية، ومن ثم إلى زيادة الضرر الجيني genetic الذي تسببه هذه الأشعة، ومع ذلك فإنّ حجم ومدة تدمير طبقة الأوزون المحتمل مازالا خاضعين للنقاش؛ ومع ذلك فقد كشفت الملاحظات الفضائية أنّ استنفادا في طبقة الأوزون يراوح ما بين 3 و 8 في المئة، حصل بعد اندفاع بركان ماونت پيناتوبو عام 1991 في الفليبين. ولكن ماذا قد يحصل بعد حدث أضخم بمئة مرة؟ إنّ مجرد حساب بسيط لن يؤدّي إلى حلّ هذه المشكلة، بسبب تعقيد تفصيلات تفاعلات الأكسدة في الغلاف الجوي وعدم فهمها تماما. ويُجرى حاليا تطوير تقنيات علمية لدراسة ومراقبة البراكين من جميع الحجوم بسرعة متأنية. وبصرف النظر عن مقدار ما نتعلّمه، لا يمكننا أن نمنع حدوث أي اندفاع بركاني. وما يمكن أن يقال حول آثار معظم الأحداث الكارثية يبقى غير نهائي في أحسن الأحوال؛ ومع ذلك فإن الأخبار السارة هي أن الباحثين يعرفون حاليا بصورة كافية مواقع الاندفاعات البركانية المحتملة كي يتنبؤوا بتأكيدات معقولة أنّه لن تحصل مثل هذه الكوارث في القريب العاجل. المؤلف Ilya N. Bindeman جيوكيميائي ومساعد أستاذ في قسم العلوم الجيولوجية بجامعة أوريگون. ولد في موسكو واهتمّ في البداية بعلم البراكين عندما درس البراكين البعيدة في كامشاتكا في أقصى شرق روسيا. وبعد أن حصل على الدكتوراه من جامعة شيكاگو في عام 1998 بدأ بصورة عملية بفحص البلورات الميكروية الموجودة في الرماد البركاني بغية إيجاد أدلة تدل على منشأ الاندفاعات البركانية الكبيرة في العالم وتأثيراتها. عمل في جامعة ويسكونسين-ماديسون وفي معهد كاليفورنيا للتقانة قبل أن ينضم إلى كلية أوريكون في الشهر 12 من عام 2004 ويقيم مختبره الخاص في الجيوكيمياء.
|
|
#3
15-03-2011, 09:08 PM
|
||||
|
||||
|
أسرار البراكين العملاقة(*)
أسرار البراكين العملاقة(*)
تكشف بلورات ميكروية في الرماد البركاني عن أدلة مدهشة على أكثر الاندفاعات البركانية تدميرا في العالم. <N.I. بايندمان> تحت سطح الأرض في ولايتي كاليفورنيا ووايومنگ، يكمن بركانان في حالة سبات كانا قد ضربا المنطقة ب*** بالغ لا يمكن تصوره. وإذا ثارا فقد يغطيان خلال ساعات غرب الولايات المتحدة بسنتيمترات متعدّدة من الرماد البركاني. وبالفعل فقد ثارا على الأقل أربع مرات خلال المليوني سنة الماضية. وثمة براكين عملاقة أخرى مماثلة تكمن تحت أندونيسيا ونيوزيلندا. ويكون لانفجار بركان عملاق (سوپر بركان) supervolcano القوة المدمّرة نفسها لنجيم صغير يصطدم بالأرض ـ وقد تكون هذه القوة أحيانا أشد بعشر مرات، ما يجعل مثل هذا الانفجار أحد أكثر الكوارث الطبيعية تدميرا وينبغي للبشر توقّع حدوثها. وإضافة إلى ما تسبّبه البراكين العملاقة الثائرة من دمار مباشر ناجم عن تدفق الرماد البركاني المُحرق، تقذف هذه البراكين العملاقة الناشطة غازات تؤدّي فيما بعد إلى تقلبات مناخية خطرة على الكرة الأرضية قد تدوم عدة سنوات. ولذلك يتلهف الباحثون إلى معرفة الأسباب التي تؤدّي إلى اندفاع البراكين العملاقة ومعرفة كيفية التنبؤ بزمن ما سوف تُحدثه ثانية من دمار وما هي التحديات التي يمكن أن تستتبع آثارها الكارثية. وقد أشارت التحاليل الحديثة للبلورات الميكروية في رواسب الرماد البركاني الناتج من الاندفاعات البركانية القديمة إلى بعض الأجوبة. وهذه الأفكار، إضافة إلى التقنيات المحسّنة لمراقبة مواقع الكوارث المحتملة، جعلت العلماء أكثر ثقة بإمكان تحديد إشارات منذرة قبل وقوع انفجار اندفاع كبير. ومع ذلك تُلمّح الأعمال الجارية إلى أنّ انبعاثات بركان عملاق يمكن أن تُطلق تفاعلات كيميائية مزعجة في الغلاف الجوي جاعلة الأشهر التي تعقب مثل هذا الحدث أكثر خطورة ممّا كان يظنّ من قبل. يسود اتفاق كامل تقريبا بين جميع خبراء البراكين أنّه من غير المحتمل إلى أبعد الحدود أن يعاني الذين يعيشون حاليا على الكرة الأرضية تأثيرات بركان عملاق ناشط؛ إذ تنزع الاندفاعات البركانية الكارثية إلى الحدوث مرة واحدة كل عدة مئات من آلاف السنين. ومع ذلك فإنّ ضخامة مثل هذه الأحداث وتأثيراتها في الكرة الأرضية هيمنت على اهتمام العلماء منذ خمسينات القرن الماضي. رَهْبَة مبكرة(**) من الأشياء الأولى التي اكتشفها الجيولوجيون، وديان دائرية ضخمة ـ بقطر يراوح بين 30 و 60 كم وعمق عدة كيلومترات ـ وهذه الوديان تبدو مشابهة على نحو لافت للنظر إلى الكلديرات calderas الحوضية الشكل التي تقع على قمة الكثير من براكين الكرة الأرضية المشهورة. تتشكّل الكلديرات بصورة نموذجية عندما تُفْرِغ حجرةُ الصخور المنصهرة الواقعة تحت منفس بركاني محتواها (من الصُّهارة magma) إلى سطح الأرض مسببة بذلك انهيار الأراضي التي فوقها. ويلاحظ أنّ هذه الوديان الشبيهة بالكلديرات تقع بالقرب من بعض أكبر الرواسب على الكرة الأرضية من الصخور البركانية التي توضّعت خلال انفجار بركان واحد. وبحسب ما توصّل إليه الباحثون فإنّ تلك الرواسب ما هي إلاّ بقايا براكين عملاقة ـ أكبر بمئات، بل بآلاف، المرات من البركان Mount Saint Helens المشهور في ولاية واشنطن. عرف الباحثون، من المقاس المفرط للكلديرات والحجم العملاق المقدّر من المواد البركانية المندفعة، أن حجم حجرات الصخور المنصهرة الموجودة تحتها كان هائلا أيضا. وبسبب ندرة وجود قشرة قارات continental crust ثخينة ومصادر حرارية ضرورية لإحداث أمثال هذه الحجرات الكبيرة جدا من الصهارة، فإن وجود البراكين العملاقة نفسها نادر أيضا. فخلال المليوني سنة الماضية، قذفت هذه البراكين في آن واحد نحو 750 كيلومترا مكعبا على الأقل من الصهارة في أربع مواقع فقط: موقع يلوستون ناشيونال پارك في ولاية وايومنگ وموقع لونگ فالي في ولاية كاليفورنيا وموقع طوبا Toba في جزيرة سومطرا وأخيرا موقع تاوپو Taupo في نيوزيلندا. هذا ويستمر البحث عن اندفاعات بركانية كبيرة جدا مماثلة في المناطق الأخرى التي تتمتع بقشرة قارات ثخينة، كما هي الحال في غرب أمريكا الجنوبية وأقصى شرقي روسيا. وفي الأحداث الماضية خلال سبعينات القرن الماضي، أظهرت التحقيقات الأسلوب الذي يمكن أن تتشكّل به حجرات الصهارة وتصبح خطرة. ففي موقع يلوستون وتحت سطح أرضها تتحرّك صفيحة أمريكا الشمالية التكتونية فوق دفق plume عائم من صخور منصهرة حارة لزجة القوام يصعد من وشاح الأرض(1) mantle. وهذا الدفق الحار الذي يدعى البقعة الحارة hot spot ويقوم بوظيفة حرّاق بُنزن Bunsen ضخم أدّى إلى صهر، بمقدار كاف، القشرة الأرضية المتوضّعة فوقه ليحفّز الاندفاعات البركانية الكارثية خلال الـ16 مليون سنة الماضية. أمّا في موقع طوبا بجزيرة سومطرا فيبدو أنّ أسلوب منشأ حجرات الصهارة يكون مختلفا. فهذا المكان يقع فوق نطاق الانغراز(2) subduction zone، حيث تنزلق فيه صفيحة تكتونية تحت صفيحة أخرى؛ إذ يسبّب تقارب الصفيحتين تأججا حراريا واسع الانتشار خصوصا من خلال الانصهار الجزئي لوشاح الأرض فوق الصفيحة المنغرزة. حلقة من النار: تنفجر من منافس بركانية عملاقة بحجم الجبل حول الحافة الخارجية لبركان عملاق ناشط. وسحبٌ حارة وخانقة تحجب الرؤية، وهي مؤلفة من الغاز والرماد البركاني. وبصرف النظر عن منشأ الحرارة، فإنّ الضغط في حجرات الصهارة يزداد مع الزمن مع تجمّع المزيد من الصهارة فيها وتحت تأثير الوزن الهائل للصخور الموجودة فوقها. ويحدث الاندفاع البركاني الكبير بعد أن ترفع الصهارة المنضغطة القشرة الأرضية المتوضّعة فوقها بمقدار كاف لإحداث شقوق شاقولية تمتد حتى سطح الكرة الأرضية. تندفع الصهارة نحو الأعلى في هذه الشقوق الجديدة الواحد بعد الآخر لتشكل، في آخر الأمر، حلقة من المنافس vents البركانية (الاندفاعية). وعندما تلتحم هذه المنافس بعضها ببعض لا يبقى للأسطوانة الصخرية الكبيرة المتشكّلة ضمن حلقة المنافس أي دعامة تحملها. وهذا «السقف» ينهار، قطعة واحدة أو كتلا مجزأة، على ما تبقّى من الصهارة في الحجرة، مثلما ينهار سقف منزل فَقَدَ دعائمه. وهذا الانهيار يدفع نحو الأعلى وبشدة مزيدا من الغاز واللابة(3) بحيث ينفجر على محيط حلقة المنافس (انظر الإطار في الصفحتين 56 و 57). أخذ بصمات الاندفاعات البركانية(***) لايزال الغموض مستمرا. فمن الواضح، كما يدرك الباحثون اليوم، أنّ كل حجرة كبيرة من الصهارة لا تنفجر بالضرورة بصورة كارثية. فمثلا يعدّ موقع يلوستون موطنا لأحداث انفجارية تمثلها ثلاث كلديرات لأحدث البراكين العملاقة في العالم ـ تشكلت على التتالي الواحدة فوق الأخرى قبل 2.1 مليون سنة و1.3 مليون سنة والأخيرة قبل 000 640 سنة. ومع ذلك، في الفترات الفاصلة بين هذه الأحداث الانفجارية، كانت حجرة الصهارة تطلق أحجاما مماثلة من الصهارة ببطء وهدوء. ولا يزال حتى الآن سبب صعود الصهارة أحيانا ببطء نحو سطح الأرض غامضا. إن البحث في تركيب بلورات صغيرة محتجزة داخل اللابة والرماد البركاني في موقع يلوستون، أشار إلى جواب جزئي، وذلك بتقديم فكرة جديدة عن كيفية تشكّل الصهارة. ولعقود من الزمن، افترض الجيولوجيون أنّ الصهارة تستقر كحوض من الصخور المنصهرة لملايين من السنين في زمن من الأزمان، وفي كل زمن ينسكب جزء منه إلى سطح الأرض تعوّضه مباشرة كمية جديدة من الصخر المنصهر تصعد من الأسفل لتعيد ملء حجرة الصهارة من جديد. فإذا كان هذا التصوّر صحيحا سيتوقّع المرء الكثير الكثير من الاندفاعات البركانية العملاقة والكارثية، بسبب تعذّر حفظ كتل الصهارة الكبيرة في القشرة الأرضية من الناحيتين الميكانيكية والحرارية من دون تفريغها بصورة متكرّرة. نظرة إجمالية/ اندفاعات بركانية عملاقة(****) قلبت تحاليل حديثة لتركيب بلورات صغيرة، موجودة ضمن رواسب الرماد البركاني الناتجة من اندفاعات بركانية ما قبل تاريخية، معتقدات قديمة حول سلوك البراكين العملاقة ـ وكشفت عن مفاجآت جديدة حول الآثار التي تتركها الكوارث. إنّ المجريات الداخلية في حجرات الصهارة التي تفجّر البراكين العملاقة يمكن أن تتطوّر بطرائق تؤثّر بقوة في أسلوب الاندفاعات البركانية في المستقبل. إن فترة الشتاء البركاني volcanicwinter الذي يسيطر على الكرة الأرضية عند ثوران بركان عملاق، أقصر، على الأرجح، ممّا كان يعتقد من قبل، مع أنّه يمكن أن تكون تفاعلاته الكيميائية مع الغلاف الجوي أكثر خطورة. اعتمدت الفكرة القديمة اعتمادا كبيرا على ما يدعى تحليل كامل الصخر الذي يسمح للباحثين بالحصول على مجموعة واحدة من القياسات الكيميائية لكل عينة بحجم قبضة اليد جمعها الباحثون من الصخر البركاني. ووفرت تلك البيانات أنماطا عامة ومهمة لتطور الصهارة، ولكنّها كانت غير كافية لتحديد عمر الصهارة المقذوفة والعمق الذي تشكلت فيه. إنّ كل كتلة من الصخر الاندفاعي مكوّنة في الواقع من آلاف البلورات الصغيرة وكل بلورة تنفرد بعمرها وتركيبها ومجريات تشكُّلها عن غيرها من البلورات. وهكذا عندما أمكن للتقدّم التقاني في أواخر الثمانينات من القرن الماضي من تحليل البلورات الفردية بدقة مقبولة، كان ذلك بمثابة قراءة فصول منفردة من كتاب وليس الاعتماد على قراءة دعاية التعريف به على غلاف هذا الكتاب لشرح موضوعه. بدأ الباحثون بإدراك أنّ بعض البلورات ـ ومن ثم الصهارات التي تشكّلت ضمنها في الأصل ـ نشأت على سبيل المثال بزمن أبكر من غيرها وأنّ بعضها تشكّل في الأعماق تحت سطح الأرض، في حين تشكّل بعضها الآخر بالقرب من هذا السطح. وخلال عشر السنوات الماضية، اهتم الجيوكيميائيون اهتماما خاصا بنمط مستقر من البلورات البركانية يدعى الزركون Zircone. ومن المعلوم أن بلورات الزركون يمكن أن تتحمّل تغيرات بالغة من حيث الحرارة والضغط من دون أن يتعرّض تركيبها الأصلي إلى التغيير، فقد استخدمها بعض الباحثين ـ ومن بينهم <J.W.فالي> [من جامعة ويسكونسين في ماديسون] لدراسة التطوّر المبكر للقشرة الأرضية [انظر: «هل كانت الأرض باردة في بداية تكوّنها؟»،مجلة العلوم، العدد 12 (2005)، ص 20]. وعندما انضممت إلى فريق <فالي> كزميل فيما بعد الدكتوراه في عام 1998، استخدمنا عينات بلورات الزركون المأخوذة من موقع «يلوستون» لاقتفاء أثر تاريخ صهارتها الأصلية التي تشكّلت فيها والتي كشفت بدورها عن أدلة مهمة على السلوك الذي يمكن أن يسلكه البركان في المستقبل. كانت الخطوة الأولى في قياس نسب النظائر المختلفة من الأكسجين في بلورات الزركون من أحدث اندفاع بركاني كبير في موقع يلوستون ـ الذي نتج بعد انفجاره، قبل 000 640 سنة، ترسب تشكيلة طف لافا كريك(4) ـ وهي عبارة عن رواسب أحفورية من الرماد البركاني المتصلّب تصل ثخانتها في بعض الأمكنة إلى 400م ـ إضافة إلى ترسّب رواسب أحدث كانت قد قذفت خلال اندفاعات أقل شدة منذ ذلك الزمن. وعندما أنهيت تحاليلي الأولية كنت مندهشا مع <فالي> من استنتاج أنّ تركيب الأكسجين في تلك البلورات من الزركون لا يماثله في بلورات زركون وشاح الأرض العميق الحار، كما كان متوقّعا فيما لو أنّ حجرات الصهارة المفرّغة كانت تُملأ دائما من الأسفل. يكون لبلورات الزركون المتشكّلة في الصهارات التي يكون أصلها من الوشاح بصمة متميّزة؛ إذ عندما تتجمّع العناصر المنصهرة في الصهارات لتشكيل بلورات الزركون، فإنّ هذه البلورات تأخذ نسبة مرتفعة واضحة من الأكسجين O18 ) 18 ) ـ وهو نظير تحوي نواته عشرة نيوترونات عوضا عن ثمانية نيوترونات في الأكسجين العادي (O16). أدركت فورا مع <فالي> أنّه لا بد وأن تكون الصهارة قد تشكّلت من انصهار صخر كان بالقرب من سطح الأرض. فبلورات الزركون التي درسناها يكون أكسجينها 18 مستنفدا بالنسبة إلى بلورات الزركون المتكونة في وشاح الأرض، ويحدث مثل هذا الاستنفاد فقط إذا تشكلت البلورات في صخور كانت قد تفاعلت مع الأمطار والثلوج. وهكذا افترضنا أن صخور السقف المنهار من أحد أقدم اندفاعين بركانيين كبيرين في موقع يلوستون لا بد وأن تكون قد انصهرت لتشكيل جميع الصهارة التي اندفعت خلال كارثة «لافا كريك» الأحدث والاندفاعات البركانية الأقل شدة منذ ذلك الزمن. وهذه الفرضية اكتسبت الدعم عندما اكتشفنا أنّ أعمار بلورات الزركون من الاندفاعات التي حصلت بعد «اندفاعات لافا كريك» تمتد على كامل نحو مليوني سنة من بركنة volcanism موقع يلوستون. إنّ مثل هذه البلورات القديمة من الزركون يمكن أن توجد فقط في الرماد البركاني الأحدث فيما إذا كان منشؤها من مواد كانت قد قُذفت خلال الاندفاعات الأقدم وفيما إذا كانت المواد قد انهارت فيما بعد إلى حجرة الصهارة وانصهرت ثانية لتساعد على تحريض اندفاعات بركانية أحدث. أكبر فأكبر(*****) تنشر البراكين العملاقة (باللونين البرتقالي والأزرق) الرماد البركاني إلى مسافات أبعد بكثير مما تنشره حتى الأشكال الكبيرة من البراكين التي يعتبرها معظم الناس من البراكين العادية (باللونين الأصفر والأرجواني)، لأنّ البراكين العملاقة تقذف كمية أكبر من المواد من حجرات الصهارة العملاقة. تفيد النتائج التي توصّلنا إليها في تمكين العلماء حاليا من توقّع بعض التنبؤات حول السلوك الذي سوف يسلكه البركان العملاق في موقع يلوستون، وربما سلوك البراكين العملاقة في أمكنة أخرى، في المستقبل. فإذا بدأت جولة جديدة من اندفاعات بركانية صغيرة منذرة في موقع يلوستون ـ تحدث عادة قبل أسابيع إلى مئات السنين من انفجار كارثي ـ فإن فحص بصمة الأكسجين في تلك اللابة وأعمار بلوراتها من الزركون ينبغي أن يكشف عن نمط الصهارة المتوافرة في حجرة الصهارة في الأسفل. فإذا كان الأكسجين 18 مستنفدا في الاندفاع البركاني التالي، حينئذ يحتمل أن هذا الاندفاع لايزال يتغذّى بالبقية الراكدة من الصهارة الأصلية التي يحتمل أن تكون حاليا مؤلّفة من مادة متصلبة كثيفة أكثر من مائع متفجّر. وبالمقابل إذا كانت اللابة تحمل بصمة صهارة جديدة من وشاح الأرض ولا تحوي بلورات زركون قديمة، حينئذ يحتمل أن تكون آتية من حجم كبير من صهارة جديدة ملأت حجرة الصهارة من الأسفل. وتدل هذه النتائج ضمنا على بدء جولة جديدة من البركنة ـ وأنّ لدى حجرة الصهارة المحتقنة من جديد احتمال أكبر لأن تنفجر بصورة كارثية. عاقبة فورية(******) كشفت بلورات صغيرة وبصماتها النظائرية أيضا مفاجآت ـ منها المفيد ومنها المؤذي ـ حول الآثار الفورية بعد كارثة الاندفاعات البركانية الكبيرة. وأحد أمثلة الآثار الكارثية للبركان العملاق الذي درس دراسة جيدة هو تشكيلة «طف بيشوپ» Bishop tuff وهي طبقة من الرماد البركاني المتصلّب تراوح ثخانتها ما بين 10 و 100م وتنكشف على سطح الأرض في الموقع Volcanic Tablelands شرق ولاية كاليفورنيا. تمثّل هذه الطبقة الثخينة ما تخلّف من قذف نحو 750 كم3 من الصهارة خلال تشكّل كلديرا البركان العملاق في الموقع Long Valley قبل 000 760 سنة. افترض الكثير من الجيولوجيون، طوال عقود، أنّه لا بد وأن تكون سلسلة من اندفاعات بركانية متميّزة قد حدثت على مر ملايين السنين لإنتاج تشكيلة «طف بيشوپ» الواسعة الانتشار. ولكن الدراسات الدقيقة لقطيرات ميكروية من الصهارة المحتجزة ضمن بلورات صغيرة من الكوارتز كشفت عن تفسير مختلف. يعتمد معدل السرعة التي تترك فيها الصهارة حجرتها بصورة رئيسية على عاملين اثنين: لزوجة الصهارة (أي قدرتها على الجريان) وفرق الضغط بين حجرة الصهارة وسطح الأرض. ولأنّ الضغط داخل قطيرة الصهارة يماثل ضغط الحجرة التي تشكلت فيها الصهارة، فإنّ قطيرة الصهارة تُماثل نسخة مصغرة عن حجرة الصهارة نفسها. لم تكن البراكين العملاقة الخامدة في موقع لونگ فالي بولاية كاليفورنيا (الشكل العلوي) على شكل قمم واضحة مخروطية الشكل مثل ما هي عليه في ماونت سانت هيلينز بولاية واشنطن (الشكل السفلي). وإنّما تتميّز، عوضا عن ذلك، بفوهات بركانية عملاقة (كلديرات)، وهي منخفضات في سطح الأرض تشكّلت عندما انهارت الأرض نحو حجرات الصهارة التي غذّت معظم الاندفاعات البركانية الكبيرة الحديثة. وبإدراك هذا التماثل درس<A.أندرسون> [من جامعة شيكاگو] مع زملائه حجم قطيرات الصهارة تحت المجهر لتقدير المدة التي تستغرقها الصهارة لتنسكب على السطح. يعتقد الجيولوجيون حاليا، اعتمادا على ما ذُكِر وعلى تجارب أخرى وملاحظات ميدانية خلال التسعينات من القرن الماضي، أنّ تشكيلة «طف بيشوپ» ـ ومن المحتمل أن معظم الرواسب البركانية الأخرى المنبثقة من الاندفاعات الكبيرة ـ كانت قد قُذفت في انفجار واحد دام ما بين 10 و100 ساعة. كان على الباحثين، بعد هذا الاكتشاف، أن يعدّلوا فكرتهم المتعلقة بإعادة تكوين اندفاعات البركان العملاق (السوپر بركان)؛ وهذا ما يتوقعونه بصورة عامة حاليا من حَدَثٍ بحجم الأحداث التي ضربت موقعي «لونگ فالي» و«يلوستون»: عوضا عن انسكاب بطيء للاپة حارة متوهجة كما ترى وهي تسيل الآن على جوانب البركان Kilauea في جزيرة هاواي، تكشف هذه الاندفاعات عن انفجارات فوق صوتية من مزيج رغوي القوام ذي حرارة عالية جدا مؤلف من الغازات والرماد البركاني يرتفع في الجو إلى طبقة الاستراتوسفير stratosphere، إلى ارتفاع 50 كم. وبسبب انهيار الأراضي فوق حجرة الصهارة تنفجر سحب رمادية كثيفة مؤلفة من صخور فتاتية نارية Pyroclastic، وتتدفّق بصورة أفقية على كامل محيط الكلديرا. وتشكّل هذه التدفقات مظهرا متوسطا بين اللابة والرماد البركاني، ولذلك فإنّها تتحرّك بسرعة كبيرة جدا تصل إلى 400 كم بالساعة، بحيث لا تتمكّن السيارات والطائرات الصغيرة، بحسب بعض المصادر، أن تنجو منها. وإضافة إلى ذلك تكون هذه التدفقات حارة جدا ـ من 600 إلى 700 درجة مئوية ـ فهي تؤدّي إلى حرق ودفن كل شيء في طريقها الذي يمتد إلى عشرات الكيلومترات في جميع الاتجاهات. يمكن أن يكون للرماد البركاني المندفع نحو الغلاف الجوي، الذي يكون مؤذيا مثل الأذى الذي تسبّبه تدفقات الصخور الفتاتية النارية، عواقب أخطر إلى أبعد الحدود. فقد يسقط هذا الرماد البركاني ذو اللون الرمادي الباهت كما يندف الثلج، ربّما لمدة أيام أو أسابيع، على مناطق تبعد مئات الكيلومترات عن مكان الاندفاع البركاني. وضمن مسافة 200 كم من الكلديرا قد يختفي معظم ضوء الشمس، وهكذا قد تبدو السماء عند الظهيرة مثلما تبدو عند هبوط الليل. وقد تدفن، وأحيانا تسحق، المنازل والناس والحيوانات. وحتى على بعد 300 كم، يمكن أن تصل ثخانة طبقة الرماد البركاني المترسب نصف متر؛ وإذا اختلط هذا الرماد مع المطر سيكون وزنه كافيا جدا لانهيار سقوف المنازل. وقد تعطّل كمية أقل من هذا الرماد التيار الكهربائي ومحطات البث الإذاعي. وبثخانة طبقة قدرها ملّيمتر واحد من الرماد البركاني التي يمكن أن تغطي سطح نصف محيط الكرة الأرضية، قد تؤدّي إلى إغلاق المطارات وإنقاص الإنتاج الزراعي على نحو خطر. دورات فائقة(*******) تتشكّل الحجرات العملاقة من الصهارة magma التي تغذّي البراكين العملاقة فوق البقع الحارة hotspots (أعمدة في أعماق الأرض تصعد عبرها الصخور المنصهرة) أو فوق نطق الانغراز subductionzones (وهي النطق حيث تنغرز صفيحة تكتونية تحت صفيحة أخرى). ففي كلتا الحالتين، تتجه البراكين العملاقة إلى اتباع دورة اندفاعية التي هي أفضل فهما حاليا ممّا كانت عليه من قبل. وفيما يلي أشكال للخطوات الأساسية الأربع، بدءا من التشكيل الأولي لحجرة الصهارة، يتمثّل في كل منها نطاق الانغراز. 1 - ينتج من الانصهار الجزئي لصخور وشاح الأرض الواقعة فوق الصفيحة المنغرزة من قشرة المحيطات، الصهارة (الماگما) التي تتقدّم صاعدة نحو الأعلى باتجاه قاعدة قشرة القارات وتتجمّع هناك. تقوم حجرة الصهارة السفلى بعمل حرّاق بُنزن ضخم يصهر في آخر الأمر أجزاء من قشرة القارات التي يكون لصخورها نقطة انصهار أخفض من الصخور الموجودة تحتها. تصعد بعض الصهارة أيضا عن طريق أقنية شاقولية بين الحجرتين. 2- بقدر ما يزداد حجم حجرة الصهارة العليا بقدر ما تنتفخ الأرض التي فوقها وتتشقّق. إنّ تركيب هذه الصهارة الغني بالسيليكا ودرجة حرارتها المنخفضة، بالنسبة إلى تركيب وحرارة وشاح الأرض، يجعلها تقاوم الجريان بصورة خاصة، وهكذا يصبح مرور الماء والغازات عبرها صعبا. ونتيجة لذلك، عندما تشق سدادة من الصهارة اللزجة طريقها فجأة إلى السطح على طول شق شاقولي، تميل المواد التي تحتها بضغطها المرتفع إلى الانفجار ب*** أكثر من أن تتدفّق ببطء. 3 - يتحطم، في آخر الأمر، سطح الأرض المُجهد عندما تشكّل منافس انفجارية جديدة حلقة قطرها بقطر حجرة الصهارة. تنهار القطع المتشقّقة من الصخور نحو حجرة الصهارة مجبرة كميات إضافية من الصهارة على الصعود إلى الحافات الخارجية للحلقة. إنّ انطلاق هذه الصهارة المفاجئ يحوّلها إلى سحب حارقة واسعة الانتشار من الصخور والرماد البركاني والغاز تعرف بالتدفق الفتاتي الناري flowpyroclastic الذي يخرّب مساحة تمتد لعشرات الكيلومترات في جميع الاتجاهات. 4 - بعد اندفاع البركان، يستقر فوق حجرة الصهارة ـ المفرّغة جزئيا من محتواها ـ منخفض يشبه فوهة البركان يعرف بالكلديرا caldera أو فوهة البركان الضخمة. إن الأراضي المنهارة في داخل حجرة الصهارة تبدأ مع مرور الزمن بالانصهار، وبذلك تتشكّل كتلة أصغر من الصهارة، التي تشكّل مع قوى أخرى قبة في مركز الكلديرا. يمكن أن تتسرّب من هذه المنطقة لابة (حمم بركانية) بطيئة الحركة مرات متعددة قبل أن تتجمّع الصهارة بصورة كافية لتحفيز اندفاع ضخم جديد. وتدريجيا فقط يمكن أن تغسل الأمطار (التي أصبحت حامضية بالغازات البركانية) الغطاء الثخين من الرماد البركاني وتجرفه. وبسبب عوم الصخور البركانية والرماد البركاني قد تُسَدُّ الممرات المائية الرئيسية. ويمكن أن ينتهي النقل النهري عبر الممرات المائية إلى التوقّف. وبالفعل فقد اخترق حفر بئر نفطية في خليج المكسيك طبقة ثخينة بصورة غير متوقعة من حطام صخري بالقرب من دلتا نهر المسيسيبي نتج من اندفاعات لبراكين عملاقة ـ وهي تمتد على مسافة تزيد على 1000 ميل في موقع يلوستون. فقد أمكن تراكم هذه الكمية من الحطام الصخري البركاني الناجمة عن بركان بعيد جدا بعد عومها وانتقالها نحو مصب النهر، ومن ثم التصاقها بالرواسب التي في قاع المحيط. لقد كان لدى الباحثين أسبابهم للاعتقاد أنّ عواقب أخرى قد تنشأ عن انطلاق أحجام كبيرة من غاز، بقي تركيبه غير معروف تماما، نحو الغلاف الجوي الأعلى للأرض، وإمكانية استمرار انطلاقه لسنوات متعدّدة. وتشير الأبحاث الجديدة إلى أنّ بعض هذه النتائج قد لا تكون مؤذية مثل ما كان يُخشى من قبل، ولكن يمكن لبعضها الآخر أن يكون أكثر أذى. وهذا ما توضّح مرة ثانية حالما تمت دراسة تركيب النواتج الثانوية الصغيرة من الاندفاعات البركانية الماضية. من الغازات المتنوعة التي تؤلف أي اندفاع بركاني، يسبّب ثنائي أكسيد الكبريت (SO2) التأثير الأقوى في البيئة؛ فهو يتفاعل مع الأكسجين والماء لإنتاج قطيرات دقيقة من حمض الكبريت (H2SO4). وتشكّل هذه القطيرات المصدر الرئيسي الذي يحجب الشمس ويؤدّي إلى التبرّد المناخي المفاجئ الذي قد يسيطر على الكرة الأرضية بعد الاندفاعات البركانية الكبيرة. ومن المعروف أنّ الدورة المائية (الهدرولوجية) على الكرة الأرضية تأخذ أشهر أو سنين لتغسل وتزيل القطيرات الحامضية بصورة كاملة. والكثير من الباحثين يقدّر تقديرات غامضة أنّ فصول شتاء بركانية volcanic wintres قد تدوم عشرات السنوات إذا لم تدم مئات السنين. ولكن في السنوات الأخيرة كشف باحثون آخرون عن دليل يخفّض كثيرا هذه المدة. يُحتجز معظم آثار حمض الكبريت تقريبا الناتج بعد الاندفاعات البركانية الكبيرة في الثلج والجليد كلّما انفصل هذا الحمض عن الغلاف الجوي الملوّث. فقد وجد الباحثون في عام 1996، الذين يدرسون لبابات الجليد المأخوذة من گرينلند وقارة القطب الجنوبي (قارة الأنتاركتيكا)، أنّ كمية حمض الكبريت القصوى حصلت بعد الاندفاع البركاني الكبير في موقع «طوبا» قبل000 74 سنة. فقد قذف هذا الاندفاع 2800 كم3 من اللابة والرماد البركاني وأدّى إلى خفض متوسط درجة حرارة الكرة الأرضية بين 5 و 15 درجة مئوية. ومن دون شك، كانت نتائج هذه البرودة خطرة، غير أنّها لم تدم مدة طويلة كما كان يُعتقد من قبل: لقد اختفى حمض الكبريت من لبابات الجليد بعد ست سنوات؛ أو بعد مدة أقل من ذلك بحسب بعض الباحثين الآخرين. تشكّل الرواسب البركانية الواسعة الانتشار منحدرا شديد الانحدار في الجبل Yucca Mountain بنيکادا. وهي بقايا تدفقات من الرماد البركاني الحارق الناتج من الاندفاعات العملاقة التي انطلقت في الجوار قبل نحو 12.8 مليون سنة (الطبقة السفلى) وقبل نحو 12.7 مليون سنة (الطبقة العليا). يتشكّل الجدار الصلب في غرب نبراسكا المؤلّف من صخر رمادي اللون من تراكم رماد بركاني خانق تخلّف عن اندفاع كبير من موقع غير معروف قبل نحو 28 مليون سنة. تدل عناصر في الرماد البركاني على أنّ مثل هذه الاندفاعات الكبيرة يمكن أن تغيّر كيميائية طبقة الاستراتوسفير(5) stratosphere. إنّ احتمال كون مدة «فصول الشتاء البركانية» أقصر ممّا كان يعتقد هي أخبار سارّة. ولكن طريقة جديدة جرى تطويرها خلال السنوات الخمس الأخيرة لدراسة تركيب ذرات الأكسجين في الأمطار الحمضية البركانية كشفت عن وجود إشارة منذرة بالخطر مختلفة تماما حول التأثيرات المديدة لثنائي أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي. ولكي يتحول الغاز SO2 إلى الحمض H2SO4 لا بد أن يتأكسد ـ وبتعبير آخر ينبغي أن يكتسب ذرتين من الأكسجين من مركّبات أخرى موجودة بالفعل في الغلاف الجوي. فالمركبات التي تؤدي بالفعل الدور الأساسي هي موضوع لا يزال قيد المناقشة الحامية في الأبحاث الحالية. وهكذا عندما بدأت العمل مع <M.J.إيلر> [في هيئة الباحثين بمعهد كاليفورنيا للتقانة] في عام 2003، بحثنا عن دليل في العينات التي أخذتها من طبقات الرماد البركاني الناتجة من الاندفاعات البركانية القديمة في موقعي «يلوستون» و «لونگ فالي». تنكشّف حاليا هياكل الحيوانات التي كانت مدفونة في التشكيلة Ashfall Fossil Beds (طبقات أحافير الرماد البركاني)، المتشكّلة نتيجة اندفاع كارثي في ولاية إيداهو قبل 12 مليون سنة، في المتنزه State Historical park بولاية نبراسكا. ومن المحتمل أن تكون معظم الحيوانات قد ماتت ببطء عندما ملأ الرماد البركاني (الذي يتألّف بصورة أساسية من دقيق زجاجي) رئاتها وسحج أسنانها؛ ويمكن أن تكون المواد الكيميائية في الرماد البركاني قد سمّمت أيضا مياه شربها. بدأنا بتحليل عيناتنا بالتركيز بصورة خاصة على مؤكسد فعّال هو الأوزون: غاز مؤلّف من ثلاث ذرات من الأكسجين أكثر ما يُعرف عنه أنّه يقي الكرة الأرضية من أشعة الشمس فوق البنفسجية الخطرة. وبسبب التحوّلات الكيميائية النادرة التي تتعرّض لها بعض الغازات بوجود ذلك الإشعاع الشمسي الشديد، يتميّز غاز الأوزون بشذوذ فيما يسمّى بصمة أكسجين نظيره O17 ) 17 ) المستقلة عن كتلته، التي، بمعنى آخر، يمكن أن تعتبر زيادة من الأكسجين 17. عندما يتفاعل الأوزون أو أي جزيء آخر غني بالأكسجين في طبقة الاستراتوسفير من الغلاف الجوي، مع الغاز SO2، ينقل بصمة نظير أكسجينه 17 إلى الحمض الناتج ـ وهذا يعني أنّ شذوذ الأكسجين 17 يستمر في الحمض الجديد. لقد وجد الجيوكيميائيون في عام 2003 الذين يعملون في جامعة كاليفورنيا بسان دييگو، الدليل المذكور آنفا، ما يدلّ على أنّ هذه البصمة تكون محفوظة أيضا في ذرات أكسجين الحمض الذي يسقط فيما بعد كأمطار وفي مركبات الكبريتات التي تتشكّل عندما تتفاعل الأمطار الحمضية مع الرماد البركاني على الأرض. تخريب طبقة الأوزون(********) ظهرت الغازات الخطرة المنبعثة من البركان MountPinatubo في الفليبين عام 1991 كألوان في صور الساتل(6) المأخوذة لغلاف الأرض الجوي الأعلى (خلفية الصورة). يشير دليل جديد إلى أنّ مثل هذه الغازات المنبعثة من البراكين العملاقة في المستقبل يمكن أن تستنفد إلى حد بعيد طبقة الأوزون الواقية لكوكب الأرض، قبل أن تسقط على شكل أمطار حمضية وتختلط مع الرماد البركاني لتشكّل الكبريتات. تتضمّن عينات الكبريتات المأخوذة من رواسب أربعة براكين عملاقة زيادة استثنائية في نظير الأكسجين O17 ) 17 ) (تمثّل المساحات الملوّنة غير المنتظمة في المخطط مجموعات من القياسات)؛ تحدث هذه الزيادة فقط في المركبات التي اكتسبت الذرات النادرة خلال التفاعلات مع غازات خاصة، على الأرجح غاز الأوزون، في الطبقة العلوية من غلاف جو الكرة الأرضية. إنّ المواد التي تتشكل على سطح الأرض وتبقى هناك، مثل منتجات معظم الاندفاعات الصغيرة لا تشير إلى مثل هذه الحالة الشاذة (الخط الأزرق). وتدل زيادة الأكسجين 17 والمركبات الكيميائية الأخرى التي وجدناها في كبريتات عينات الرماد البركاني المأخوذة من موقعي «يلوستون» و «لونگ فالي» على أنّ كميات كبيرة من أوزون طبقة الاستراتوسفير استخدمت في التفاعلات مع غازات الاندفاعات البركانية الكبيرة التي انطلقت من الموقعين المذكورين. وبيّن باحثون آخرون يدرسون طبقات الحمض في لبابات الجليد من مناطق قارة القطب الجنوبي أنّ تلك الأحداث أدّت أيضا على الأرجح إلى تآكل أوزون الاستراتوسفير، وهذا يجعلنا نفكر كما لو أنّ انبعاثات البراكين العملاقة تستغرق مدة أطول لتأكل ثقوب طبقة الأوزون ممّا تستغرق لتبريد المناخ. قد يكون هذا النقص في طبقة الأوزون الواقية متوقعا ليفضي إلى كمية متزايدة من الإشعاع فوق البنفسجي الخطر الذي يصل إلى سطح الكرة الأرضية، ومن ثم إلى زيادة الضرر الجيني genetic الذي تسببه هذه الأشعة، ومع ذلك فإنّ حجم ومدة تدمير طبقة الأوزون المحتمل مازالا خاضعين للنقاش؛ ومع ذلك فقد كشفت الملاحظات الفضائية أنّ استنفادا في طبقة الأوزون يراوح ما بين 3 و 8 في المئة، حصل بعد اندفاع بركان ماونت پيناتوبو عام 1991 في الفليبين. ولكن ماذا قد يحصل بعد حدث أضخم بمئة مرة؟ إنّ مجرد حساب بسيط لن يؤدّي إلى حلّ هذه المشكلة، بسبب تعقيد تفصيلات تفاعلات الأكسدة في الغلاف الجوي وعدم فهمها تماما. ويُجرى حاليا تطوير تقنيات علمية لدراسة ومراقبة البراكين من جميع الحجوم بسرعة متأنية. وبصرف النظر عن مقدار ما نتعلّمه، لا يمكننا أن نمنع حدوث أي اندفاع بركاني. وما يمكن أن يقال حول آثار معظم الأحداث الكارثية يبقى غير نهائي في أحسن الأحوال؛ ومع ذلك فإن الأخبار السارة هي أن الباحثين يعرفون حاليا بصورة كافية مواقع الاندفاعات البركانية المحتملة كي يتنبؤوا بتأكيدات معقولة أنّه لن تحصل مثل هذه الكوارث في القريب العاجل. المؤلف Ilya N. Bindeman جيوكيميائي ومساعد أستاذ في قسم العلوم الجيولوجية بجامعة أوريگون. ولد في موسكو واهتمّ في البداية بعلم البراكين عندما درس البراكين البعيدة في كامشاتكا في أقصى شرق روسيا. وبعد أن حصل على الدكتوراه من جامعة شيكاگو في عام 1998 بدأ بصورة عملية بفحص البلورات الميكروية الموجودة في الرماد البركاني بغية إيجاد أدلة تدل على منشأ الاندفاعات البركانية الكبيرة في العالم وتأثيراتها. عمل في جامعة ويسكونسين-ماديسون وفي معهد كاليفورنيا للتقانة قبل أن ينضم إلى كلية أوريكون في الشهر 12 من عام 2004 ويقيم مختبره الخاص في الجيوكيمياء.
|
|
#4
15-03-2011, 09:10 PM
|
||||
|
||||
أشهر براكين العالم
 يعتبر البركان ناتجا مباشرا من نواتج النشاطات النارية التي تحدث في باطن الأرض ويمكننا وصفه بأنه مكان يحدث به فوهة أو شق تنطلق منها المواد المصهورة الحارة مع ما يصاحبها من بخار وغازات وحمم ورماد بركاني ونتيجة لاندفاع هذه المواد وتجمعها وتراكمها تتكون كتلة مخروطية الشكل وقد تأخذ مع مرور الزمن اشكال الجبال البركانية والتلال المخروطية . وتقسم البراكين الموجودة في العالم إلى ثلاثة أنواع براكين نشيطة وبراكين هامدة وأخرى تعطي دخانا وأبخرة. وسنتعرف خلال تحقيقنا هذا على اشهر البراكين وأخطرها وسنجول في أروقة العالم البركاني علنا ندرك حجم وكبر هذا العالم ومدى أهميته وخطورته في نفس الوقت. بركان فيزوف: Vesuvius  لاشك ان هذا البركان من أشهر البراكين في التاريخ ، ومنذ القدم شاهده الرومان وسجلوا نشاطاته المتكررة، وقد وصف المؤرخ الروماني بليني Pliny ثورته المدمرة عام 79 قبل الميلاد بعد فترة خمود طويلة وقد جاء في ذلك ما يلي : (استمرت بدايات ثورته لمدة 16 عاما ، صحبها تشققات وأصوات وهزات أرضية خفيفة ضربت جنوب إيطاليا. تلاها بعد ذلك إزالة الصخور المتراكمة عند فوهته القديمة ، حصل بعدها تمدد كبير وفجائي للغازات المحبوسة تحتها، ومع تزايد ضغط هذه الغازات حدثت انفجارات عنيفة نتج عنها طفوح بركانية من نوع الخفاف Pumice غطت مدينة بومبي Pompeii المجاورة . لقد حاول العديد من سكان المدينة الفرار في قوارب بحرية ، لكن الغازات والرماد والطفوح البركانية غطتهم جميعا، وأدت لحدوث اختناقات لهم ، وطمروا تحت الرماد هم ومدينتهم. وبالإضافة على مدينة بومبي ، فإن مدينة أخرى مجاورة لبركان فيزوف هي مدينة (هيركولنيوم Herculaneum) دُمرت هي الأخرى تدميرا تاما، ورقدت المدينتان تحت طبقة من الرماد البركاني يزيد سمكها عن ستة أمتار. لقد بقيت هاتان المدينتان مختفيتان في طي النسيان لمدة 1700 سنة ، إلى ان عُثر عليهما وازيحت الطبقات البركانية عنهما من قبل علماء التاريخ، ليشاهد الناس آثار تدمير بركان فيزوف لهما، وليشاهدوا أيضاً الأحافير الإنسانية وغيرها ماثلة أمامهم. وبعد ثورة فيزوف المدمرة قبل الميلاد، هدأ لمدة 1500 عام، ولكنه عاد ليثور عام 1631 و*** وقتها 18000 نسمة، ومنذ ذلك التاريخ وهذا البركان لم يخمد بصورة نهائية. بركان ****اتوا: Karakatoa  ****اتو جزيرة كثيفة الأشجار، تقع في منطقة ضيقة بين جزيرتي جاوه وسومطرة، وصل ارتفاعها حوالي 2600 قدم نتيجة لتكدس التراكمات البركانية على مدى السنين. ويعتبر انفجار بركان ****اتو من أهم الإنفجارات وأ***ها في عصرنا الحديث. لقد بقي هذا البركان خامداً مدة 200 سنة ، وفي شهر مايو 1883 بدأت سلسلة من الإنفجارات المتوسطة والضعيفة تحدث فيه. وبعد مرور 3 شهور من هذه النشاطات وصل الإنفجار ذروته في 26 أغسطس من نفس السنة ، وحدثت هزة أرضية عنيفة أثرت على قاع البحر وأحدثت فيها فوهة كبيرة صاحبها ضوضاء وأصوات ودوي لم يعرف مثلها في التاريخ، حتى ان صوت الإنفجارات تلك سمعت على مسافة 5000 كم من مكان حدوثها. اندفعت بعد ذلك سحابة من الرماد والغبار والأتربة البركانية إلى ارتفاع 80 كيلومترا وغطت مساحة 500 كم في المحيط الهندي، وانتشر بعدها الظلام لمدة ثلاثة أيام. وقد كان لإنتشار الغبار البركاني الخفيف – الذي عم العالم – ان سبب تألق غروب الشمس بصورة عجيبة رآه الناس في شتى أنحاء الأرض. إن الانفجارات العنيفة التي لازمت ثورة هذا البركان ولدت أمواجاً عاتية في مياه المحيط الهادئ، وتعرف هذه الأمواج بإسم أمواج التسونامي Tsunomi التي انتشرت محدثة تأثيرات مخربة في مدن جزيرتي جاوة وسومطرة، وقدر ارتفاع هذه الأمواج بحوالي 30 مترا، وتسببت في وفاة حوالي 40.000 نسمة. بركان جبل بيليه : Peelee  حدث انفجار هذا البركان في جبل بيليه الذي يصل ارتفاعه إلى 1200 متر وكان يشرف على مدينة سانت بيير St. Piere والتي كانت تعد من اكبر مدن المارتينيك في البحر الكاريبي. وكان اعتقاد الناس وقتها أنه بركان خامد إلى أن بدأت في شهر أبريل من سنة 1902 تندفع منه الأدخنة والغبار، وفي الخامس من مايو اندفعت كميات من الطين دمرت مصنعا للسكر و***ت عددا من الناس. وتوالت بعدها حوادث هذا البركان ووصلت أقصاها يومي 7،8 مايو من تلك السنة عندما اندفعت سُحُب من الرماد وتكون شق عميق في جانب الجبل تبعه حدوث أصوات عنيفة وسحب كثيفة من الدخان والغبار تحمل الصخور والأتربة وتنحدر متدفقة ً نحو مدينة سانت بيير بسرعة وصلت إلى 350 ميلا ً، في الساعة ، وهناك اكتسحت كل ما قابلها من حي وغير حي ٍ، وقد أودى هذا البركان بحياة أكثر من 30.000 نسمة. براكين جزر هاويHawaiia Volcanoes  تقع جزر هاواي في المحيط الهادئ ، ويصل عمقها إلى حوالي 15.000 قدم ويشكل تراكم هذا العمق مواد بركانية في اصلها ، وتعتبر براكينها من الأمثلة الواضحة على البراكين الدرعية حيث تمتاز قبابها بالعرض والإنحدار البسيط . وتظهر صخورها بمظهر غير خشن نتيجة تدفق اللابة البازلتية أصلا مع تراكم تجمدات السوائل البركانية التي تدفقت خلال التشققات البركانية على مدى زمن طويل. تبلغ مساحة جزيرة هاواي البركانية 7600 ميل مربع وترتفع إلى 13680 قدماً فوق سطح مياه المحيط الهادئ. لقد عملت خمسة براكين على تكوين هذه الجزيرة اثنان منهما مازالا في حالة نشيطة وهما : مونالوا Mauna Loa وكيلاوا Kilauea . بركان فولكانو : Vulecano  يقع هذا البركان على بعد 30 ميلا من بركان سترومبولي. ومن اسمه Vulcano أشتق اسم (بركان). إن ما يحدث من اصوات شديدة ونشاطات بركانية غير متوقعة دفعت العلماء لإعطاء اسم Vulcanian (البركانية) نسبة له . ويرجع ذلك إلى طبيعة حممه اللزجة وتجمدها بسرعة على السطح مشكلة موانع قوية تمنع اندفاع الغازات وتعمل على حسبها بالداخل مما يساعد في حدوث أصوات عالية، ومع وجود وتراكم الغازات يتولد ضغط عنيف ينتهي بانفجارات مدمرة. لقد سجل التاريخ ثورة هذا البركان عام 1880 لمدة سنتين قذف خلالهما ملايين الأطنان من اللابة التي تحولت أخيرا وعلى مر الزمن إلى مسحوق ناعم يغطي مساحات واسعة. بركان إتنا:  يقع هذا البركان في جزيرة صقلية ويصل ارتفاعه إلى حوالي 3600م ويعد أعلى براكين أوروبا في ارتفاعه ويغطي مساحة قدرها 460 ميلا مربعا ويبلغ عمق فوهته 1500م وقد سجل التاريخ 400 ثورة بركانية له منذ عام 475 ق.م. وفي ثورته سنة 1669 أدى إلى م*** 20.000 نسمة، وتمتاز فوهة هذا البركان باتساعها الكبير ولا يندفع منها أي مقذوفات حاليا، في حين توجد له فوهات كثيرة على جوانبه المنحدرة يندفع منها بعض الغازات والأبخرة. إن المنحدرات السفلى لهذا البركان مأهولة بالسكان لأن تربتها الخصبة تزرع على نطاق واسع. بركان اشيكون : Echichon  ثار هذا البركان في المكسيك بتاريخ 28 مارس 1982 ويصل ارتفاعه حوالي 1260 متراً وامتازت ثورته باطلاق كميات هائلة من الغبار والأدخنة والأتربة التي غطت قرية (نارانجو) فأصبحت تبدو مبانيها وكأنها أشباح ماثلة للعيان. بركان جبل سانت هيلين : Mountain St. Helens Vol.  وكانت ثورة هذا البركان في 18 مايو 1980 حيث سجل له التاريخ ثورات في عام 1900 ق. م وقد اندفعت منه كميات هائلة من الغازات والرماد والصخور وعمت المنطقة بأسرها وكانت هذه الغازات والرماد تجوب المنطقة بسرعة 200 ميل في الساعة الواحدة حيث غطت مقذوفاته مساحة مقدارها 200 ميل مربع و*** العشرات من الناس. التنبؤ بحدوث الإنفجارات البركانية : سجل التاريخ حدوث هزات أرضية قبل حدوث البراكين، حيث سبق حدوث انفجار هاواي نوعان من الهزات الأرضية نوع قريب من السطح لا يتعدى بعُد مركز الزلزال فيه عن 8 كيلومترات عن السطح، ونوع حدث على أعماق سحيقة على بعد 60 كيلومترا تحت سطح الأرض. وفي بعض الحالات سبقت الهزات انفجار البراكين بعدة سنوات ومثال ذلك تلك الهزات الأرضية التي استمرت 16 عاما قبل ثوران بركان فيزوف (79 ق.م) وكذلك الهزات الأرضية التي استمرت عدة سنوات قبل حدوث انفجار بركان كيلوا Kilau في هاواي. وفي هذا المجال قام (مركز رصد البراكين) في هاواي بعدة دراسات ميدانية حول هذه الظاهرة عام 1942 حيث سجل حدوث هزات أرضية عنيفة في مونالوا Maunaloa على أبعاد سحيقة من سطح الأرض تتراوح بين 40-50 كيلومترا. وفي 22 فبراير من تلك السنة حدثت هزات أرضية قريبة من السطح على جوانب الجبل في مناطق الشقوق فيه. كانت هذه الهزات إنذارا لحدوث ثورة البركان التي حصلت على جوانب الجبل على ارتفاع 2500-3000م، بتاريخ 26 أبريل 1942. ولكن هل يمكن التنبؤ بصورة دقيقة بوقت حدوث النشاطات البركانية وللإجابة على هذا السؤال يجب ان نعرف أن علماء البراكين مازالوا يتريثون في تقديم أي تنبؤات أكيدة ودقيقة عن زمان ومكان حدوث مثل هذه الإنفجارات ورغم ذلك فإن هناك بعض الأحداث والشواهد التي يمكننا الاستدلال منها على احتمال ثوران البراكين وهي : 1- حدوث الزلازل التي قد تسبق ثوران البراكين بساعات او بسنين أحيانا. 2- التغيرفي صفات وسلوك الينابيع الحارة والفوارات الأرضية والفوهات والبحيرات البركانية . 3- التغير في قوة واتجاهات المجالات المغناطيسية للأرض. 4- زيادة الحرارة المنبعثة في المنطقة ويكن الإستدلال عليها من التصوير بالأشعة تحت الحمراء. 5- التحول في القوى الكهربائية المحلية. 6- السلوك المتوتر لدى بعض أنواع الحيوانات. ومن الدراسات الحديثة في هذا المجال استخدام الأقمار الصناعية حيث يمكن بواسطتها استعمال جهاز قياس الميلTilt meter الذي يدلنا على تغير ميل التراكيب الجيولوجية نتيجة اندفاع الصهارة من اسفل إلى أعلى وحدوث تفلطح في المنطقة التي يبدأ يتكون فيها المخروط البركاني والذي تخرج منه الحمم. إن الاهتمام العالمي بهذا الخصوص أدى إلى تأسيس معاهد تختص بدراسة الظواهر الفجائية مثل الإنفجارات البركانية ففي مدينة كامبردج في الولايات المتحدة معهد يضم نخبة من الباحثين وعلماء البراكين والجيولوجيا وتتصل به شبكات عالمية تزوده بالمعلومات حول الهزات الأرضية والثورانات البركانية وأي عوارض أخرى فجائية تحدث في القشرة الأرضية في أماكن مختلفة من العالم . ويتم مقارنة ودراسة هذه المعلومات أولا بأول للوصول إلى تصورات متكاملة حول هذا الموضوع. التوزيع الجغرافي للبراكين : يُقدر عدد البراكين النشيطة بحوالي 600 بركان موزعة على سطح الأرض ، ويتركز معظمها في احزمة توازي تقريبا مناطق الشقوق والتكسرات والفوالق الطبيعية متوزعة بمحاذاة سلاسل الجبال حديثة التكوين غالبا. منوعات بركانية : حصلت اكبر ثورة بركانية في التاريخ في تامبورا Tambora في جزيرة سامباوا بإندونيسيا يوم 5-7 أبريل 1815 حيث قدرت حجم النواتج البركانية المقذوفة بحوالي 80 كم2 والطاقة الناتجة عنه بحوالي 8.4*10(26) إرغ. وتكونت له فوهة قطرها 11 كم و*** بسبب ثورته 90.000 نسمة. أطول مسافة قطعتها الحمم البركانية كانت 70كم ناتجة عن بركان لاكي Laki جنوب شرق آيسلندا عام 1873. حدث اعظم انفجار بركاني في 27 أغسطس 1883 في جزيرة ****اتو الواقعة بين سومطرة وجاوه وقضى على 163 قرية و*** حوالي 40.000 نسمة وتدفقت الحمم لعلو 55 كم واندفع الغبار البركاني ليقطع مسافة 5330 كم خلال عشرة أيام. اوسع فوهة بركانية هي فوهة بركان توبا Toba في جزيرة سومطرة مساحتها 1775 كم3.
|
|
#5
15-03-2011, 09:17 PM
|
||||
|
||||
بركان اليابان
 شهدت اليابان خامس أشد زلزال في العالم خلال المائة عام الماضية، وموجات مدٍّ عملاقة من المحتمل أن تكون ***ت أكثر من عشرة آلاف شخص، فيما كشف طلوع النهار عن الحجم الكامل للأضرار التي نجمت عن الزلزال، الذي بلغت قوته 9ر8 درجة، وهو الأقوى في اليابان منذ بَدْء تسجيل الزلازل، وموجات المدّ العملاقة التي تسبب فيها هذا الزلزال، والتي بلغ ارتفاعها عشرة أمتار، مكتسحةً كل شيء في طريقها؛ من مدن وقرى، وسط مخاوف من احتمال حدوث تسرب إشعاعي من مفاعلات نووية في محطة فوكوشيما، التي أدى الزلزال إلى تعطل نظام التبريد بها. وشهدت مدينة كيسينوما، الواقعة في شمال شرق اليابان، حرائق على نطاق واسع، كما أن ثلث المدينة أصبح تحت الماء، واشتعلت النيران في المطار بمدينة سينداي، التي يقطنها مليون نسمة. وأظهرت مشاهد تلفزيونية تيارًا عارمًا من المياه الموحلة يحمل سيارات ومنازل مدمرة بسرعة كبيرة عبر مزارع قرب سينداي الواقعة على بعد 300 كيلومتر شمال شرقي طوكيو. وأطاحت المياه بسفن إلى رصيف الميناء، حيث رقدت عاجزة على جنبها. كما حملت السفن والسيارات والشاحنات كلعب أطفال في الماء، بعد أن اجتاحت موجات المد بلدة كاميشي، في حين فقدت السلطات الاتصال مع أربعة قطارات في المنطقة الساحلية. تسريبات نووية وأعلنت هيئة السلامة النووية والصناعية اليابانية أن عشرات الأشخاص ربما يكونون قد تعرضوا لإشعاع نووي تسرب من مجمع فوكوشيما النووي شمال شرقي اليابان، وأنه قد تم إجلاء نحو 170 ألف شخص من المناطق المحيطة بالمفاعلين النوويين بعد الزلزال، لكن عملية الإجلاء لم تنته بعد. وكان انفجار كبير قد حدث في المفاعل رقم (1) السبت، فيما فقد مفاعل ثانٍ نظام التبريد المخصص لحالات الطوارئ. وبدت على 9 أشخاص حتى الآن أعراض تشير إلى احتمال تعرضهم للإشعاع، وفقًا لتحليلات اختبارات أجرتها السلطات ومصادر أخرى. تغيرات جيو فيزيائية ومن الجدير بالذكر أن التغيير في محور دوران الأرض يمكن أن يؤثر على مدة اليوم الشمسي، لكنها تبدلات طفيفة، وقد لا تلاحَظ ولا يتجاوز حجمها بضعة أعشار مليونية من الثانية. وليست هذه المرة الأولى التي تؤثر فيها الظواهر الطبيعية على حركة الأرض بحسب العلماء، ففي عام 2004 أدى الزلزال الهائل بقوة 9.1 درجات في المحيط الهندي وما تبعه من موجات تسونامي إلى إزاحة محور الأرض وتقصير النهار بـ6.8 ميكرو ثانية. تحذيرات من تغير جيولوجيا الأرض وأشار العلماء إلى أن ذوبان الثلج سيؤدي إلى الانهيارات الثلجية والفيضانات والتدفقات الطينية في الجبال، وفي الوقت نفسه فإن اختفاء القمم الجبلية سيغير من الضغوطات التي تؤثر على القشرة الأرضية، مما يؤدي إلى ثوران البراكين في العالم.
|
|
#6
24-10-2013, 09:23 PM
|
|||
|
|||
|
تمام الله ينور
|
|
#8
11-11-2013, 07:29 PM
|
||||
|
||||
|
معلومة رائعة شكرا
|
|
#9
17-11-2013, 06:05 PM
|
||||
|
||||
 شكرا على هذا المجهود الرائع شكرا لجعلنا نتعرف اكثر عن البراكين
|
|
#10
19-11-2013, 12:55 PM
|
||||
|
||||
|
شكراً جزيلاً على المعلومات الرائعة هذه
__________________
|
|
| العلامات المرجعية |
«
الموضوع السابق
|
الموضوع التالي
»
العرض العادي
|
|
جميع الأوقات بتوقيت GMT +2. الساعة الآن 01:20 PM.
Powered by vBulletin® Version 3.8.11
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd.
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd.
