تأثير النشاط البركاني على الهيكل الطبيعي للأرض

"مجال تأثير البركان على جيولوجيا الأرض"

النشاط البركاني من بين أكثر القوى دينامية وتحولاً في تشكيل الهيكل المادي للأرض، على نطاق الزمن الجيولوجي، الانفجارات قد بنيت القارات، وخلقت أحواض المحيطات، و عدلت الغلاف الجوي، والطاقة التي تم إطلاقها من داخل الأرض تعيد تشكيل سطح الكوكب باستمرار، من بناء الجبال المُتجَهِبة إلى التكوين التدريجي لـ "القاع الجليدي" الداخلي

بينما يربط العديد من الناس البركانيات فقط بالدمار، دورهم البناء عميق بنفس القدر، نفس الانفجارات التي تدمر المناظر الطبيعية تنتج أيضا التربة الخصبة التي تدعم النظم الإيكولوجية، وبناء الجزر التي تستضيف التنوع البيولوجي الفريد، والغازات التي تُطلق التي أثرت على التركيبة الكيميائية للغلاف الجوي على مر بلايين السنين، وهذه المادة تتوسع في الاستعراض الأصلي، وتتعمق في النشاط في الآليات، والأرض، والأخطار، والآثار البعيدة المدى للفولط.

آليات النشاط البركاني

إن النشاط البركاني نابع من حركة الماما، الصخر المُستنَدَر داخل مُحَرَّة الأرض والقشرة، وأغلبية البركان تحدث عند حدود الصفائح، حيث تُنفصل الصفائح التكتونية عن الأرض، و تُنتجُ لوحاتَ مُتَخَلَّبةَ مُتَخَلِّبةَ،

جيل الماجستير وتكوينها

ويؤثر تكوين الماما تأثيرا كبيرا على أسلوب الانفجار وما ينتج عنه من أشكال، أما الماما الباسلتيك، الغنية بالكيك والمغنزيوم، فهو سوائل نسبيا، وينتج عادة ثورات فعالة تخلق براكين دروعا، وتنتج مغناطيسا متجانسا مهيمنا، يحتوي على محتوى عالي من الحرير، ويميل إلى الغازات الشراكية، مما يؤدي إلى حدوث انفجارات في العجلات.

أنواع الإرتفاعات البركانية

وتصنف حالات الإشعال من خلال خصائصها الخاصة بالانفجار واللافا، وتشتت فيها النوافذ والتدفقات التي تكوّن دروعاً واسعة، وتنتج الانفجارات الخرسانية انفجارات متوسطة مع القشريات غير المشبع، وتترك الانفجارات الفولكانية والبلينية شديدة الانفجار، وتتسبب في ارتفاع مستوى التربة في طبقة التفسخ.

ويتطلب فهم ديناميات الانفجار رصد النشاط السيزمي، والتشوهات الأرضية، وانبعاثات الغاز، والمؤسسات مثل برنامج مخاطر بركان البركان التابع للمسح الجيولوجي، ] توفر بيانات آنية تساعد العلماء على التنبؤ بالسلوك وتخفيف المخاطر، وهذا اليقظة العلمية أمر حاسم بالنسبة للمجتمعات التي تعيش في ظل البركان النشط.

تشكيلة الميجور

النشاط البركاني هو المحرك الرئيسي لبناء بعض من أكثر المناظر درامية للأرض، بالإضافة إلى الجبال التقليدية التي تشبه شكلها، تثورها تخلق مجموعة من أشكال الأرض من خلال تكديس الحمم، وتشويه المتفجرات، وانهيارها.

Shield Volcanoes and Lava Plateaus

إن البراكين الدروعيين، مثل ماونا لوا في هاواي، جبال ضخمة ودقيقة التدفق من الحمم المتكررة، وتدفقات من السوائل، وتوسع ملامحها الواسعة مئات الكيلومترات، وترتفع أكثر من 000 9 متر من قاع المحيط، وتتكون هضبة لافا عندما تثور بصل شديد السائل من الألياف، وتغمر المناطق الممتدة إلى مائتي ألف شمالي.

Stratovolcanoes and Volcanic Arcs

كما أن الراكين الخرسانيين، الذين يطلق عليهم البركان المركب، هم مناظر متحركة مثل جبل فوجي، ومونت رينيه، ومونت سانت هيلينز، ويُبنىون من طبقات متغيرة من انهيار الحمم، والرماد، والتفاح من الانفجارات المتفجرة، وكثيرا ما توجد هذه البركانيات في مناطق فرعية مثل المحيط الهادئ.

كالديراس: التلاؤ والتجديد

كالديرا) هي أكبر الكساد على شكل أحواض) التي تم تشكيلها عندما تُصبح مُؤخرة حجرة مُعظمة و تنهار الصخور المُبالغة في الصخور، (يلوستون كالديرا) في (ويومينغ) هي واحدة من أكبر بيئة العالم التي تُمتد على حوالي 70 كيلومتراً و45 كيلومتراً، وغالباً ما تصبح (كالديرا) مواقع لثورة متفجرة ودمغة،

جزر بركانية وأقاليم بحرية

ويبني النشاط البركاني تحت الماء الجبال البحرية؛ وينمو بعضها طولا كافيا لكسر سطح البحر كجزر، وتسجل سلسلة الجبال البحرية في هاواي - إمبروري 80 مليون سنة من البركانية الساخنة، حيث تمثل كل جزيرة مرحلة من مراحل بناء الدروع والتآكل والهبوط، وتقدم أيسلندا، الواقعة على حافة وسط المحيط الأطلسي، مثالا نادر على وجود حد أدنى من الرواسب البركانية، يعاد باستمرار.

لافا توبز، كراترز، وفيسوريس

إن الأنابيب الفا هي قنوات تحت الأرض تُشكل عندما يبرد سطح تدفق الحمم ويُصعّد بينما لا يزال الحمم المتحركة يتدفق من تحته، ويمكن أن تمتد إلى الكيلومترات وتحافظ على شكل حمالات الفيضانات القديمة، فالأحجار هي أقل اكتئاب في فتحات البركان، التي كثيرا ما تملأ بالماء بعد توقف الاندلاع، وتنتج التمزقات التخديرية، التي تدور في آيسلندا.

خصوبة التربة والنظم الإيكولوجية

وتؤثر ثورات البركان على النظم الإيكولوجية على المديين الفوري والطويل، حيث إن الرماد البركاني والغلاف غنيان كيميائيا، ويحتويان على معادن مثل البوتاسيوم والفوسفور، وعناصر أساسية للنمو النباتي، حيث تشكل هذه المواد طقسا من أكثر التربة خصبة على الأرض، مما يدعم الإنتاجية الزراعية العالية في مناطق مثل جافا، إندونيسيا، ومنحدرات جبل الكاميرون.

إنتاج المغذيات وتركة أولية

وغالبا ما تبدأ التعاقبات الأولية في المناظر البركانية الشائكة، حيث إن الأنواع الرخوية، مثل الجير والموسى، واستعمار الحمى المبردة، وكسر الصخرة، والتعجيل بتشكيل التربة، وعلى مدى عقود، تُنشئ الأعشاب والأشباح، وتخلق في نهاية المطاف نظما إيكولوجية دينامية، وقد وفر ثورة جبل سانت هيلانز في عام 1980 مختبرا طبيعيا لدراسة الخلافة، مع مناطق مختلفة من الانتعاش البيولوجي لوحظت في جميع أنحاء منطقة الانفجار.

Unique Habitats and Endemism

وكثيرا ما تأوي الجزر البركانية مستويات عالية من التوطن بسبب عزلتها وتنوعها من الميكرويفات، وتتكون جزر غالاباس من بركانية مُثيرة، وتستوحى نظرية داروين للتطور من خلال الاختيار الطبيعي، وبالمثل، فإن التربة البركانية للنظم الإيكولوجية في هاواي لا تجد أي مكان آخر على الأرض، غير أن هذه الموائل الهشة معرضة للأنواع الغزيرة وللتغيرات الطبيعية الناجمة عن تجدد المتجددة للنشاط البركاني.

ويمكن أن يكون للرماد البركاني أيضا آثار سلبية قصيرة الأجل، وخنق النباتات وتغيير التربة الهيدروجيني. ومع ذلك، فإن المغذيات من الانفجارات المتكررة تعيد تجديد المناظر الطبيعية، مما يخلق دورة من التدمير والتجديد، وهي أساسية للديناميات الإيكولوجية للأرض.

الأخطار البركانية وتحويلات الغطاء الأرضي

إن المخاطر البركانية هي من أكثر الأحداث الجيولوجية إثارة وتدميرا، فهي تعيد تشكيل المناظر الطبيعية في دقائق، وتدفن النظم الإيكولوجية تحت رماد أو تمسح الطبوغرافيا بتدفقات وخاريات من البروتكات، وفي حين أن الأخطار تشكل مخاطر على حياة الإنسان وعلى البنية التحتية، فإنها تسهم أيضا في التطور المستمر للهيكل المادي للأرض.

"أش فالوت"

إن التدفقات البتروكية هي تيارات سريعة الحركة من الغاز الساخن والرماد والصخور التي يمكن أن تصل إلى درجات الحرارة أكثر من 000 1 درجة مئوية وسرعة مئات الكيلومترات في الساعة، وتحرق كل شيء في مسارها وتودع طبقات سميكة من الخنازير المبللة، وتخلق تشكيلات جيولوجية جديدة، وتمتد أشواطؤها من الانفجارات الكبيرة في المناطق الشاسعة، وتتحول إلى ليلاً وتتغير في المادة بالحقن في عام 1991.

Lahars and Volcanic Mudflows

فالزهرة البركانية هي طفرة طفرة تولدها الذوبان الجليدي أو الأمطار الغزيرة على الرماد السائب، ويمكنها أن تسافر عشرات الكيلومترات من بركان، وتحفر قنوات جديدة وتدفن الوديان تحت الحطام، وقد أدى انفجار نيفادو ديل رويز في كولومبيا في عام 1985 إلى فسحة أدت إلى دمار مدينة أرميرو، مما أدى إلى مقتل أكثر من 000 20 شخص.

موجات لافا والتشوهات الأرضية

بينما تبطئ حركة تدفق الحمم في كثير من الأحيان يمكن أن تدمر البنية التحتية والأنهار المُعادية، حيث أنها باردة وعقود، شكل الأعمدة المشتركة، مما يخلق سمات صخرية فريدة مثل طريق العملاق في أيرلندا الشمالية، وتشوه الأرض، بما في ذلك الارتفاع والإخماد، يحدث كتدميرات الماكمامة أو الانسحاب من الغرف، وهذا التحلل يمكن أن يولد أخطاء هيكلية جديدة وكسرات.

كما يمكن أن تؤثر انبعاثات الغاز البركاني، ولا سيما ثاني أكسيد الكبريت، على المناطق التي تهبط فيها الرياح، وأن تشكل أمطاراً حمضية، وأن تدمر النباتات، ويستلزم التعرض الطويل الأجل للغازات البركانية بالقرب من البركانات المأهولة بالسكان رصداً من جانب الوكالات مثل برنامج الفولكاني العالمي التابع للمؤسسة (FLT:1]) الذي يتتبع تاريخ الارتباك واحتمالات الخطرة.

Long-Term Geological Effects

على مدى ملايين السنين، النشاط البركاني قد شكل هيكل الكوكب الأساسي، وهو يقود الصفائح التكتونية، ويبني القشرة القارية، ويؤثر على المناخ من خلال إطلاق غازات الدفيئة والهيروسولات.

النمو القاري وإعادة التدوير

إن القوس البركاني على امتداد المناطق الفرعية هي المواقع الرئيسية لتشكيل القشرة القارية، إضافة الماجما إلى هوامش قارية صاخبة، وتخلق أرضا جديدة، وتثور مقاطعات ضخمة، مثل التراب السيبيري، أحجاما ضخمة من الحمم على فترات جيولوجية قصيرة، تغطي ملايين الكيلومترات المربعة، وترتبط هذه الأحداث بالتحولات المناخية الكبرى والانقراض الجماعي.

سطح البحر وثورة حوض المحيط

التلال في وسط المحيط هي سلاسل بركانية مستمرة تنتج قشرة محيطية جديدة بمعدل 20 كيلو متر مكعب في السنة وهذه العملية تقود إلى انتشار قاع البحر الذي يحافظ على حزام الناقل من التكتونات، وتُظهر الشرائط المغناطيسية المسجلة في الصخور المحيطية أدلة على حدوث تغيرات في المجال المغناطيسي للأرض وعمر الأرضي

المسارات الساخنة وأسلوب النقط

وتترك بركانات الثوران أثراً للجزر والجبال البحرية حيث تتحرك لوحات التكتونية فوق الأعمدة الثابتة، وتظهر سلسلة الهاواي - إمبرور الأمريكية حافة هائلة منذ 47 مليون سنة، تعكس تغيراً في حركة المحيط الهادئ، وتساعد دراسة هذه المسارات على إعادة بناء حركة الصفائح الجيولوجية وفهم ديناميات المانتيل.

Climate Effects of Volcanic Eruptions

إن النشاط البركاني يؤثر على المناخ على عدة فترات زمنية، وتنتج التبريد القصير الأجل من حقن ثاني أكسيد الكبريت في طبقة الستراتوسفير، مما يشكل هباءات الكبريت التي تعكس ضوء الشمس، وقد انخفض انفجار البيناتوبو في عام 1991 درجات الحرارة العالمية بنحو 0.5 درجة مئوية لمدة سنتين، وأدت انفجارات أكبر، مثل ثورة التامبويرا في عام 1815، إلى انتشار الفشل في المحاصيل دون درجة حرارة في العالم كله.

وعلى النطاقات الجغرافية، ساهم استمرار التفوق البركاني لثاني أكسيد الكربون في دفء الدفء خلال فترات الفيضان القاري المكثف، غير أن طقس الصخور البركانية الطويل الأجل يستهلك ثاني أكسيد الكربون، مما يوفر تغذية مرتدة سلبية تنظم المناخ على مدى ملايين السنين، وهذه الدورة التي تحلق على الغلاف الجوي هي عنصر رئيسي من عناصر دورة الكربون الطويلة الأجل للأرض، وقد ساعد على الحفاظ على كوكب الأرض.

ويساعد الرصد الحديث للانبعاثات البركانية العلماء على فهم تأثير الانفجارات المناخية، وتحتفظ الإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي ببيانات عن العمق البصري الجوي في الغلاف الجوي، وتربط الأحداث البركانية بتقلب المناخ، وهذا البحث بالغ الأهمية للتنبؤ بآثار الاندلاع في المستقبل على درجات الحرارة العالمية.

دراسات حالة في الأراضي البركانية

فحص أحداث بركانية محددة يقدم أمثلة ملموسة عن كيفية تعديل الإنفجارات للهيكل المادي للأرض

جبل سانت هيلينز (1980)

وكان انفجار جبل سانت هيلينز في عام 1980 حدثا تحوليا، حيث خفضت القمة بمقدار 400 متر وخلقت حفرة على شكل كيلوغرامين على نطاق الفرسان، وأزالت الأنقاض الضخمة من النكهة الشمالية، وأودعت المواد التي ترسب أكثر من 60 كيلومترا مربعا، وأُشعلت منطقة الانفجار في الصخرة الخالصة، ومع ذلك في غضون عقود، برزت أعمال الانتعاش الإيكولوجي والتدمير الفولي الجديد بين الكثبان.

Kīlauea (1983 - Present)

كـيـلاواي) في جزيرة (هاواي) تنفجر باستمرار تقريباً) منذ عام 1983، وتدفقات الحمم قد أضافت أكثر من 500 فدان من الأرض الجديدة إلى ساحل الجزيرة، وشكلت دلتاً واسعاً عند دخول المحيط، وحدثت حلقة (بو إيريك) غير مكتملة، وخلقت مشهداً مائياً بـ 2.2 كيلومتر وغطت أجزاء كبيرة من دراسة البراكب البركانية

Eyjafjallajökull (2010)

وكان انفجار إيجافجالوكول في أيسلندا عام 2010 صغيرا نسبيا، غير أن تفاعله مع الجليد الجليدي أدى إلى حدوث نشاطات متفجرة في مجال الطماطم أُرسلت إلى المجال الجوي الأوروبي، مما أدى إلى تعطيل السفر الجوي، وأدى إلى إحداث بركة جديدة وغيّر بشكل كبير المشهد المحلي، مما أدى إلى إضافة طبقة من الرماد والتفاح إلى إعادة تشكيل السطح.

كراكاتوا (1883)

وكان انفجار كراتوا في إندونيسيا عام 1883 واحدا من أكثر الأعمال عنفا في التاريخ المسجل، وأدى انهيار الجزيرة البركانية إلى تسونامي دمرت المجتمعات الساحلية، وسمع الانفجار آلاف الكيلومترات بعيدا، وأزالت هذه الثورة جزءا كبيرا من الجزيرة الأصلية، وتركت منها كالديرا المغمورة، وظهرت أناك كراتاو (طفل كراتوا) في وقت لاحق، وما زالت تنمو.

ايرلوبيا

(يولستون) أنتج ثلاث ثورات مُحفّزة في السنوات الـ 2.1 مليون الماضية، كلٌّ من صنع عجلات ضخمة ورماد في معظم أنحاء أمريكا الشمالية، أحدث ثورة، منذ 640 ألف سنة، شكلتُ الـ (يلوستون كالديرا) اليوم، ثمّ إنفجارات أصغر حجماً ملأت أجزاء من الكادر بتدفقات السُحوم.

الخلاصة: كوكب الديناميكية

النشاط البركاني أكثر بكثير من كارثة عرضية، إنها عملية أساسية تعيد تشكيل الهيكل المادي للأرض باستمرار، من بناء أعلى الذروة وأكبر مضارب خلق التربة الخصبة و التأثير على المناخ، البراكين تعمل على نطاقات من دقائق إلى أخرى، والتفاعل بين القوى البناءة والمدمرة