الانفجارات البركانية هي أحداث جيولوجية رائعة وقوية استحوذت على اهتمام الإنسان عبر التاريخ. هذه الأحداث هي نتيجة للعمليات الداخلية للأرض، والتي تنطوي على حركة وتفاعل الصخور المنصهرة والغازات والمواد الأخرى الموجودة تحت سطح الأرض. تشمل دراسة الانفجارات البركانية مختلف التخصصات العلمية، بما في ذلك الجيولوجيا وعلم الزلازل، علم البراكين، وعلوم الغلاف الجوي.

الثوران البركاني هو إطلاق الصهارة والرماد والغازات والمواد البركانية الأخرى من القشرة الأرضية من خلال فتحات مثل الفتحات أو الشقوق. تحدث هذه الظاهرة عندما يتراكم الضغط داخل باطن الأرض، مما يؤدي إلى ارتفاع الصخور المنصهرة (الصهارة) نحو السطح. بمجرد وصول الصهارة إلى السطح، يمكنها ذلك قيادة إلى الانفجارات الانفجارية أو الانفعالية، مما يؤدي إلى إنتاج سمات بركانية مثل تدفقات الحمم البركانية، وسحب الرماد، والأقماع البركانية.

أهمية دراسة الانفجارات البركانية:

تقييم المخاطر والتخفيف من حدتها: يعد فهم الانفجارات البركانية أمرًا بالغ الأهمية لتقييم وتخفيف المخاطر المرتبطة بها. يمكن أن يشكل النشاط البركاني تهديدات كبيرة للمستوطنات البشرية والزراعة والبنية التحتية. ومن خلال دراسة الانفجارات السابقة ومراقبة النشاط البركاني، يمكن للعلماء التنبؤ بالمخاطر المحتملة والتخطيط لها بشكل أفضل، مما يساعد على تقليل التأثير على المجتمعات.

الفهم الجيولوجي: توفر الانفجارات البركانية رؤى قيمة حول العمليات الداخلية للأرض. دراسة البركانية الصخور والتكوينات تساعد العلماء على فك تركيب وبنية القشرة الأرضية. هذه المعرفة تساهم في فهمنا الصفائح التكتونيةوديناميكيات الوشاح وتكوين السمات الجيولوجية.

تأثير المناخ: يمكن أن تؤثر الانفجارات البركانية على أنماط المناخ العالمية. إطلاق كميات كبيرة من الرماد والغازات، مثل كبريت يمكن أن يؤدي ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي إلى تأثيرات تبريد مؤقتة. تساعد دراسة هذه التفاعلات العلماء على صياغة وفهم العلاقة المعقدة بين النشاط البركاني وتغير المناخ.

استكشاف الموارد الطبيعية: المناطق البركانية غالبا ما تستضيف قيمة الرواسب المعدنيةمثل المعادن والموارد الحرارية الأرضية. وتساعد دراسة العمليات البركانية في استكشاف واستخراج هذه الموارد، مما يساهم في التنمية الاقتصادية.

ديناميات النظام البيئي: يمكن للثورات البركانية تدمير وإنشاء الموائل. تساعد دراسة تأثير الانفجارات على النظم البيئية العلماء على فهم كيفية تكيف الحياة وتعافيها في البيئات البركانية. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تكون التربة البركانية غنية بالمواد المغذية، مما يدعم النظم البيئية الفريدة.

تقدمات تكنولوجية: إن رصد ودراسة الانفجارات البركانية يدفع عجلة التقدم في مجال التكنولوجيا. تساهم التطورات في علم الزلازل والتصوير عبر الأقمار الصناعية والاستشعار عن بعد في تحسينها بركان نظم الرصد، وتعزيز قدرات الإنذار المبكر.

وفي الختام، فإن دراسة الانفجارات البركانية أمر ضروري لفهم شامل للعمليات الديناميكية للأرض وتأثيرها على البيئة. فهي لا تساعد على حماية أرواح البشر وممتلكاتهم فحسب، بل تساهم أيضًا في المعرفة العلمية والابتكار التكنولوجي.

تصنيف الانفجارات البركانية

الانفجارات المتفجرة:

1200px-Sarychev_Peak_Volcano_erupts_on_Matua_Island.jpg (1200×795) (wikimedia.org)

تتميز الانفجارات الانفجارية بإطلاق عنيف للمواد البركانية، بما في ذلك الرماد والغازات والصخور المفتتة، في الغلاف الجوي. غالبًا ما ترتبط هذه الانفجارات بالصهارة شديدة اللزوجة التي تحبس الغاز، مما يؤدي إلى تراكم الضغط تحت سطح الأرض. عندما يتم تحرير الضغط، فإنه يؤدي إلى طرد سريع ومتفجّر للمواد. يمكن أن تختلف قوة انفجارات هذه الانفجارات، ويتم تصنيفها إلى أنواع مختلفة بناءً على حجمها وأسلوبها:

  1. ثوران بلينيان:
    • سميت على اسم المؤرخ الروماني بليني الأكبر.
    • تتميز بعمود ضخم من الرماد والغاز يرتفع عالياً إلى طبقة الستراتوسفير.
    • تنتج تدفقات الحمم البركانية، وهي تيارات سريعة الحركة من الغاز الساخن والحطام البركاني.
  2. الانفجارات البركانية:
    • متوسطة في الانفجارية.
    • تنطوي على طرد الرماد والصخور والغازات البركانية.
    • وعادة ما يؤدي إلى تكوين القباب البركانية.
  3. ثوران سترومبوليان:
    • تتميز بانفجارات متقطعة وخفيفة نسبيا.
    • انبعاث شظايا الحمم البركانية والرماد في رشقات نارية منتظمة.
    • سميت على اسم جزيرة سترومبولي البركانية.
  4. الانفجارات فرياتوماجماتيك:
    • تنتج عن التفاعل بين الصهارة والمياه (سواء المياه الجوفية أو المياه السطحية).
    • تنتج انفجارات مدفوعة بالبخار، مما يؤدي إلى تكوين الرماد والبراكين الودائع.

الانفجارات المتدفقة:

Aa_channel_flow_from_Mauna_Loa.jpg (800×500) (wikimedia.org)

تتضمن الانفجارات البركانية إطلاقًا لطيفًا نسبيًا للصهارة منخفضة اللزوجة على سطح الأرض. غالبًا ما ترتبط هذه الانفجارات بالدرع البراكين وتدفقات الحمم البازلتية. تتدفق الصهارة بسهولة أكبر بسبب انخفاض لزوجتها، مما يسمح لها بالسفر لمسافات أكبر قبل أن تتصلب. تكون الانفجارات الاندفاعية عمومًا أقل انفجارًا من نظيراتها، ويمكن أن تظهر أنماطًا مختلفة:

  1. انفجارات هاواي:
    • تتميز بانصباب الحمم البازلتية ذات اللزوجة المنخفضة.
    • إنتاج تدفقات الحمم البركانية السائلة التي يمكن أن تمتد لمسافات طويلة.
    • غالبًا ما يرتبط بالبراكين الدرعية.
  2. نوافير الحمم البركانية:
    • يحدث عندما تصل الصهارة الغنية بالغاز إلى السطح وتشكل ثورانًا يشبه النافورة.
    • يرتبط بإطلاق الحمم البركانية بشكل مستمر، وبناء المخاريط البركانية.
  3. انفجارات الشق:
    • تنطوي على ثوران الصهارة على طول صدع خطي أو شق في القشرة الأرضية.
    • يرتبط عادةً ببازلت الفيضانات ويمكن أن يغطي مناطق واسعة بالحمم البركانية.

يساعد فهم تصنيف الانفجارات البركانية العلماء والمستجيبين للطوارئ على تقييم المخاطر والآثار المحتملة المرتبطة بالأنشطة البركانية المختلفة. كما أنه يساعد في تطوير استراتيجيات الرصد والتخفيف الفعالة لحماية المجتمعات التي تعيش في المناطق البركانية.

العوامل المؤثرة على الثوران

تصوير بودكوف دينيس (nationalgeographic.org)

هناك عدة عوامل تؤثر على نوع الثوران الذي يتعرض له البركان. وتتفاعل هذه العوامل بطرق معقدة، مما يساهم في تنوع النشاط البركاني الملاحظ حول العالم. فيما يلي بعض العوامل الرئيسية التي تؤثر على أنواع الثوران:

  1. تكوين الصهارة:
    • يلعب تكوين الصهارة دورًا حاسمًا في تحديد أنواع الثوران. يمكن تصنيف الصهارة على أساس محتواها من السيليكا، بدءًا من المافيك (سيليكا منخفضة) إلى المتوسطة والفلزية (سيليكا عالية).
    • صهارة المافيك، وهي منخفضة في السيليكا وغنية بها حديد والمغنيسيوم، تميل إلى أن تكون أقل لزوجة. غالبًا ما تؤدي هذه اللزوجة المنخفضة إلى انفجارات بركانية، حيث يمكن أن تتدفق الحمم البركانية بسهولة أكبر.
    • تعتبر الصهارة الفلسية، التي تحتوي على نسبة عالية من السيليكا، أكثر لزوجة ويمكن أن تحبس الغازات بشكل أكثر فعالية، مما يؤدي إلى المزيد من الانفجارات الانفجارية.
  2. محتوى الغاز:
    • تؤثر كمية ونوع الغازات الذائبة في الصهارة بشكل كبير على ديناميكيات الثوران. تساهم الغازات، مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت، في تراكم الضغط داخل حجرة الصهارة.
    • يمكن أن يؤدي المحتوى العالي من الغاز في الصهارة إلى انفجارات انفجارية، حيث يمكن أن يؤدي إطلاق الضغط إلى التوسع السريع للغاز وتفتيت الصهارة إلى رماد وشظايا بركانية.
  3. الإعداد التكتوني:
    • يعد الإعداد التكتوني للبركان عاملاً رئيسياً في تحديد أنواع الثوران. غالبًا ما ترتبط البراكين بحدود الصفائح التكتونية.
    • براكين منطقة الاندساس، حيث يتم دفع إحدى الصفائح التكتونية إلى أسفل أخرى، غالبًا ما تتعرض لثورانات متفجرة بسبب الطبيعة الغنية بالمياه للوحة الاندساس.
    • عادةً ما تظهر حواف وسط المحيط، حيث تتحرك الصفائح التكتونية بعيدًا عن بعضها، انفجارات اندفاعية مع قذف الحمم البازلتية.
  4. مورفولوجيا البركان:
    • يمكن لشكل وبنية البركان، والتي يشار إليها باسم مورفولوجيته، أن تؤثر على أنواع الثوران. أنواع مختلفة من البراكين، مثل البراكين الطبقية، والبراكين الدرعية، والبراكين المخروطية، تظهر خصائص ثوران مميزة.
    • غالبًا ما ترتبط البراكين الطبقية، بطبقاتها المتناوبة من الحمم البركانية والرماد، بالانفجارات الانفجارية.
    • البراكين الدرعية، التي تتميز بملامح واسعة ومنحدرة بلطف، عادة ما ترتبط بالانفجارات البركانية.
  5. عمق غرفة الصهارة:
    • يمكن أن يؤثر عمق غرفة الصهارة تحت سطح الأرض على أنماط الثوران. من المرجح أن تنتج غرف الصهارة الضحلة انفجارات متفجرة، حيث أن إطلاق الضغط يكون أكثر مفاجئة وعنفا.
    • قد تؤدي غرف الصهارة العميقة إلى انفجارات بركانية، مما يسمح للصهارة بالارتفاع بشكل أبطأ وإطلاق الغاز تدريجيًا.

يساعد فهم هذه العوامل العلماء على التنبؤ بالنشاط البركاني وتفسيره، مما يساهم في تحسين تقييم المخاطر البركانية واستراتيجيات تخفيف المخاطر للمجتمعات التي تعيش بالقرب من البراكين النشطة.

الانفجارات البركانية البارزة وأنواعها في التاريخ

جبل فيزوف ، إيطاليا

على مر التاريخ، كان هناك العديد من الانفجارات البركانية الملحوظة التي تركت أثرا دائما على البيئة والمناخ والحضارات الإنسانية. فيما يلي بعض الأمثلة على الانفجارات البركانية ذات الأهمية التاريخية، حيث يمثل كل منها أنواعًا مختلفة من الانفجارات:

  1. جبل فيزوف، إيطاليا (79 م) – ثوران بلينيان:
    • أحد أشهر الثورات البركانية في التاريخ.
    • ودفن الثوران مدينتي بومبي وهركولانيوم الرومانيتين تحت طبقة سميكة من الرماد خفاف.
    • هذا الثوران البليني، الذي سمي على اسم بليني الأكبر، تضمن إطلاق عمود ضخم من الرماد والغاز في طبقة الستراتوسفير.
  2. كراكاتوا، إندونيسيا (1883) – الانفجار الانفجاري:
    • يعتبر ثوران كراكاتوا واحدًا من أقوى الثورات في التاريخ المسجل.
    • وأدى الانفجار إلى انهيار البركان، مما أدى إلى حدوث موجات تسونامي أثرت على المناطق الساحلية عبر المحيط الهندي.
    • تسبب الثوران في تأثيرات مناخية عالمية، مما أدى إلى غروب الشمس بشكل واضح وتغيرات في درجات الحرارة بسبب ضخ الرماد والغازات في طبقة الستراتوسفير.
  3. جبل سانت هيلينز، الولايات المتحدة الأمريكية (1980) – الثوران البركاني:
    • انفجار هائل في ولاية واشنطن.
    • أدى الثوران إلى إزالة الجزء العلوي من قمة البركان، مما تسبب في دمار واسع النطاق وترسب الرماد على مساحات واسعة.
    • يعد جبل سانت هيلينز مثالاً على البركان الطبقي الذي يُظهر خصائص الثوران البركاني.
  4. جبل بيناتوبو، الفلبين (1991) – ثوران بلينيان:
    • واحدة من أقوى الانفجارات البركانية في القرن العشرين.
    • كان للثوران آثار مناخية عالمية كبيرة، حيث أطلق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت في طبقة الستراتوسفير، مما أدى إلى تبريد مؤقت لسطح الأرض.
    • بيناتوبو هو مثال على بركان منطقة الاندساس الذي يعاني من ثوران بلينيان.
  5. إيجافجالاجوكول، أيسلندا (2010) – الانفجار البركاني:
    • اكتسب هذا الثوران اهتمامًا دوليًا بسبب تأثيره على السفر الجوي عبر أوروبا.
    • Eyjafjallajökull هو بركان طبقي، وقد شمل الثوران مرحلتين متفجرة ومتدفقة.
    • وتضمنت المرحلة الاندفاعية قذف تدفقات الحمم البركانية، مما ساهم في تكوين مخروط بركاني جديد.
  6. مونا لوا، هاواي (ثورات مختلفة) – ثورانات هاواي:
    • شهد مونا لوا، وهو بركان درعي يقع في جزيرة هاواي الكبرى، ثورانات متعددة تتميز بانصباب الحمم البازلتية منخفضة اللزوجة.
    • وتساهم هذه الانفجارات في النمو التدريجي للبركان مع مرور الوقت، مع امتداد تدفقات الحمم البركانية على مسافات طويلة.

توضح هذه الأمثلة تنوع الانفجارات البركانية وتأثيراتها على البيئة. تساعد دراسة هذه الأحداث التاريخية العلماء على فهم أنواع الثورات المختلفة وأسبابها والمخاطر المحتملة المرتبطة بالنشاط البركاني.