Table of Contents

إنّها تُظهر بين أكثر الظواهر الطبيعية المذهلة والنادرة في الأرض، وتُحفّز المراقبين بثوراتهم المُثيرة من المياه والبخار المُسخّن، وهذه السمات الحرارية المائية الاستثنائية تمثل تقارباً مثالياً في الظروف الجيولوجية التي توجد في حفنة من المواقع في جميع أنحاء العالم، وتتفهم كيف يُشكل المُهرّبون، ويُقدّمون بؤر قيّمة في العمليات البركانية، ونظم الحرارة الأرضية، والطبيعة دونية لكوكب.

ما هي (غايزر) فهم مُطهّرات الضغط للطبيعة

المُثير هو ربيع مع تفريغ مائي مُتقطع ومُصَوَّب بخار، على عكس الينابيع الساخنة العادية التي تتدفق باستمرار، يعمل المُهرّبون على نمط دوري من التعبئة والتدفئة والإطلاقات المتفجرة، ومصطلح "الزبادي" في اللغة الإنكليزية يعود إلى أواخر القرن الثامن عشر ويأتي من (غيسر)، اسم مُجرّد مُعيٍّ محدد في (آيسلندا).

هذه السمات الرائعة تعمل أساساً كطهيات ضغط طبيعية تحت سطح الأرض، الماء يتراكم في الغرف والقنوات الجوفية حيث يسخن بعيداً عن نقطة الغلاية العادية بسبب الضغط الهائل من الماء والصخور المفرطين، وعندما تصل الظروف إلى عتبة حرجة، تتحول المياه الفوقية الحرارة إلى البخار، وتدفع المياه والبوخار إلى الهواء في مشهد مشهد مشرق.

إن تكوين المجوهرات نادرة إلى حد ما، وينجم عن ظروف هيدرولوجية معينة لا توجد إلا في بضعة أماكن على الأرض، ونادر من الجيوز الطبيعية على الأرض، وقل عدد سكانها عن 000 1 في العالم، وحوالي نصفهم في حديقة يلوستون الوطنية، وهذه الغرابة البالغة تجعل كل حقل من المجوهرات ثمينة وقيمة من الحماية والدراسة العلمية.

العناصر الأساسية الثلاثة لتشكيل غيسر

ويقتضي تشكيل المجوهرات على وجه التحديد الجمع بين ثلاثة ظروف جغرافية موجودة عادة في التضاريس البركانية: الحرارة، والمياه، ونظام الهيدروليكي تحت سطح الأرض مع قياس الجيولوجي الصحيح، ويؤدي كل عنصر من هذه المكونات دورا حاسما، وعدم وجود أي عنصر يحول دون تكوين المجوهرات.

المصدر: مهندس الطاقة الحرارية الأرضية

وبصفة عامة، تقع مواقع المجوهرات الميدانية بالقرب من المناطق البركانية النشطة، ويعود أثر المايسر إلى قرب الماما، وينجم عن تسخين المياه الجوفية من قبل أجسام سطحية من الماما، ويوفر مصدر الحرارة الطاقة الهائلة اللازمة لتصريف المياه ودفع دورة الانفجار.

وتسير المياه السطحية في طريقها إلى عمق متوسط يبلغ حوالي 000 2 متر (600 6 متر) حيث تتصـل بالصخور الساخنة، وفي هذه الأعماق، تسخنت الصخور من خلال حجرات المغناطيس أو النشاط البركاني الأخير، ففي يلوستون، على سبيل المثال، لا يقطن الصخور المزروعة تقريباً سوى مسافة تتراوح بين 2 و5 أميال تحت السطح، مما يخلق درجات الحرارة القصوى اللازمة لنشاط المغار.

إمدادات المياه: الوقود اللازم للإيجار

يحتاج الجايسرز إلى إمدادات مستمرة ووافرة من الماء للحفاظ على دورة إنفجارهم، معظم الماء في مجوهرات يلوستون يبدأ كمطر أو ثلج، ويرتفع الرطوبة إلى الأرض ثم يتدفق إلى الخلف عبر نظام السباكة الخاص بالعام، وقد تستغرق الرحلة المفاجئة مئات أو حتى آلاف السنين.

مصدر الماء يتباين حسب الموقع، بعض المجوهرات تسحب الماء من الأنهار والمجاري المجاورة، بينما يعتمد آخرون في المقام الأول على التهطال الذي يتسلل إلى أعماق الأرض من خلال الكسور وتشكيلات الصخور الخبيثة، هذا الماء ينهار تدريجياً عبر قشرة الأرض حتى يصل إلى مناطق الصخور المسخّنة حيث يعمل محرك الغيلان

نظام الخريجين تحت الأرض: الهيكل الملكي

وربما كان أهم المتطلبات وأكثرها تعقيداً في تكوين المهووس هو نظام السباكة تحت الأرض، ويختلف الرعاة عن الينابيع الساخنة غير الراقية في هيكلهم دون الإقليمي: فالأجيال لديهم تقلصات في سباكهم تخلق تضخماً في الضغط، وهذه التعقيدات تتصرف مثل الغطاء على بسكويت الضغط، مما يحول دون ارتفاع المياه الفوقية إلى السطح من خلال التكث.

نظام السباكة للمهووسين هو سلسلة من النسيان في الأرض التي تبدأ في فم المهووس و تركض الأميال أسفل سطح الأرض حيث يربط النظام بمصدر حرارة المايسر كل نظام سباكة المهووس مختلف

بعض أنواع التربة أكثر ملاءمة لتشكيل نظام السباكة، خاصة التربة التي تحتوي على تركيز عالي من الإيهوليت، صخرة بركانية تحتوي على معدن تغلق نظام السباكة للمهووسين، هذا البطانة المعدنية أمر حاسم لتشكيل المهووس، حيث أن المهوسين يعملون تحت ضغط هائل، ويجب أن يكون نظام السباكة قادراً على احتواء هذا الضغط للمهووسين

وتبدأ المياه الجوفية التي تتدفق من خلال الصخور البوليطية، وتتكون هذه الصخور الهيولية أساسا من السيليكا (SiO2) وتسخن من خلال جسم عميق من الماما تحت كالديرا، حيث أن تدفقات المياه الجوفية الساخنة من خلال الصخور الهيولية، تذوب أجزاء من الصخرة، وتتوقف كمية حرارة المياه الجوفية المرتفعة على عدة بارامترات، ولكن بصورة رئيسية.

عندما تصل هذه المياه إلى السطح وتنفجر كغبي، تبرد المياه الغنية بالسيليكا إلى درجة الحرارة المحيطة والتبخر، وتترك (سيليكا) خلفها وتُشكل مقطعاً، يعرف أيضاً بـ(غيسيت)، وهذا الترسب الحرج أمر حاسم لأنه يُطلق تدريجياً على نظام السباكة، ويعزز جدران القنوات ويتيح للمهووس أن يتحمل الضغوط المتطرفة التي ينطوي عليها الانفجار.

آلية الإلحاق: كيف يعمل الجيزر

إن دورة ثورة المهووس هي تفاعل رائع بين الديناميكا الحرارية والضغط وديناميات السوائل، ويكشف فهم هذه العملية عن سبب اختلاف سلوك المهجورين عن الينابيع الساخنة العادية، ولماذا يمكن أن تكون اندلاعهم قابلة للتنبؤ ومذهلة.

مرحلة التسخين

نشاط (غايزر) مثل كل نشاط الربيع المثير، يُعزى إلى المياه السطحية التي تهبط تدريجياً إلى أن تلتقي بالصخرة المسخنة الحرارية الأرضية، بينما يتراكم الماء في خزانات المُجرّد الجوفية ونظام السباكة، يبدأ التسخين من الاتصال بالصخور الساخنة تحت الأرض.

بينما يملأ المغفل الماء في أعلى العمود يبرد لكن بسبب ضيق القناة، التبريد المُحترف للمياه في الخزان مستحيل، الماء المبرد فوقه يضغط على الماء الساخنة أسفل، ليس على عكس غطاء مطبّق الضغط، مما يسمح بأن يُصبح الماء في الخزان مُسخنّاً.

مفهوم التسخين الفوقي حاسم لفهم ثورة الميزر درجة حرارة المغلي من الماء ترتفع بالضغط، على سبيل المثال، عند عمق يبلغ 30 متراً (حوالي 100 قدم) تحت السطح، نقطة الغلاية تبلغ حوالي 140 درجة مئوية (285 درجة مئوية) وهذا يعني أن المياه العميقة في نظام السباكة للمغاير يمكن أن تصل إلى درجات حرارة تتجاوز 100 درجة مئوية (الضغط 212 درجة مئوية) دون تغليان

المُتجر: بدء عملية إشعال

وينجم عن هذا العمل المتأصل الإفراج المفاجئ للضغط الذي كان يقحم المياه القريبة من الركب في قنوات ضيقة عميقة تحت مسخ، حيث أن فقاعات البخار أو الغاز تبدأ في تكوينها في القناة، وتسرب المياه الساخنة من فتحة المغيّر، ويقل الضغط على عمود المياه الوارد أدناه.

هذه العملية تخلق حلقة إيجابية من التغذية المرتدة، حيث يتم طرد بعض الماء من أعلى العمود، الضغط على الماء تحته ينخفض، هذا الانخفاض في الضغط يسمح بالمزيد من الماء ليدخل البخار، الذي يُجبر على المزيد من الماء، ويزيد من الضغط، والنتيجة هي رد فعل متسلسل يُفرغ بسرعة نظام السباكة للمهووسين في ثورة كبيرة.

إن ثورة الجيسر تُعزى إلى تحويل الطاقة الحرارية إلى الطاقة الحركية أثناء الكساد، أي أن المياه العميقة في الأرض تسخن من الصخور الساخنة القريبة، وعندما تكون الظروف صحيحة تماما، وضغط الصخور المغطاة يُطلق، فإن المياه ستنفجر من الأرض كغيرة.

مرحلة الإنعاش

في نهاية المطاف الماء المتبقي في المجوهرات يبرد إلى أسفل نقطة الغلاة و ينتهي الإنفجار؛ المياه الجوفية المسخة تبدأ في العودة إلى الخزان، و الدورة بأكملها تبدأ من جديد، الوقت بين الإنفجارات يختلف اختلافاً كبيراً تبعاً للخصائص المحددة لكل نظام لسباكة المغاير، والمصدر الحراري، وإمدادات المياه.

وتختلف مدة الاندلاع والوقت بين الانفجارات المتعاقبة اختلافا كبيرا من المهووس إلى المهووس؛ وتثور ستروكور في أيسلندا لبضعة ثوان كل بضع دقائق، بينما تثور جراند غيزر في الولايات المتحدة لمدة تصل إلى 10 دقائق كل 8-12 ساعة، ويعكس هذا التباين البنية التحتية الفريدة والظروف الحرارية لكل فرد من المغايرين.

أنواع الجيزر: نافورة وموازين

وهناك نوعان من المهوسين: نواة المغنيين الذين يثورون من مسبحات المياه، عادة في سلسلة من التفجيرات المكثفة، بل العنيفة، وأجهزة الحفر التي تنفجر من قطع أو منابر من المقطع الصاخب (بما في ذلك المغني) عادة في طائرات ثابتة تدوم في أي مكان من بضع ثوان إلى عدة دقائق.

Cone Geysers

وينطوي كون غيزرز على تشكيلات متميزة من رواسب سيليكا على شكل موحّد تتراكم حول فتحاتها بمرور الوقت، وعادة ما ينتج هؤلاء المهوسون طائرات صغيرة مركزة من الماء والبخار تضرب رأسا على الهواء، ومثلا على ذلك المجوهرات القديمة، ربما أفضل المهووسين في حديقة يلوستون الوطنية.

ويتكون هيكل المكلور نفسه من الترسب المستمر للمعادن المذوبة، ولا سيما السليليكا، التي تهدأ من المياه الساخنة حيث تبرد عند الوصول إلى السطح، وعلى مدى مئات أو آلاف السنين، يمكن لهذه الودائع أن تبني هياكل مثيرة للإعجاب توجه المياه المشتعلة إلى الأعماق العمودية المذهلة.

Fountain Geysers

وتنفجر المحركات النافورة من مسبحات المياه بدلا من فتحات ضيقة، وتميل اندلاعها إلى أن تكون أكثر فوضوية وتعدد الاتجاهات، حيث تنفجر المياه في مختلف الاتجاهات بدلا من أن تكون في طائرة واحدة مركزة، وكثيرا ما تنتج هذه المحركات عروضا أكثر دراما وعنفا، مع تطاير المياه والرش في جميع الاتجاهات أثناء انفجارها.

وعادة ما يملأ المجمع المحيط بجهاز نافورة بالماء الساخن بين الانفجارات، ويمكن للزوار أن يشاهدوا ارتفاع مستوى المياه ويسقطوا في دورات المجوهرات من خلال نمط اندلاعه، وقد تتألف الاندلاعات نفسها من عدة انفجارات وزيادات بدلا من طائرة واحدة مطّردة.

لماذا (غيزر) راير؟

وهناك العديد من المناطق البركانية في العالم التي لها ربيع ساخنة، وعاءات طينية، وفولاذ، ولكن قلة منها تثور على المجوهرات، والسبب الرئيسي لرغبتها هو أن العديد من القوى المتطورة يجب أن تحدث في وقت واحد لكي يكون هناك مهر.

فالجيزر غير شائعة لأنها تتطلب مزيجاً نادراً من إعادة شحن المياه الوفيرة، والمغناطيسية (مصدر الحرارة)، والكسور الكبيرة والمكافي في الصخرة، وحتى في المناطق البركانية التي لها نشاط حراري جيوئي ووافر، فإن التضافر الدقيق للظروف اللازمة لتشكيل المغاير نادراً ما يحدث.

فعلى سبيل المثال، حتى عندما توجد ظروف ضرورية أخرى، إذا كان هيكل الصخور طليقا، فإن الاندلاعات ستؤدي إلى تآكل القنوات بسرعة وتدمير أي مغنيين من الناسن، ويجب أن تكون الصخرة قوية بما يكفي لتحمل القوى الهائلة التي تتورط في أعمال الانفجار، ومع ذلك قابلة للتداول بما يكفي للسماح بتوزيع المياه، ويتحقق هذا التوازن الدقيق في عدد قليل من المواقع في جميع أنحاء العالم.

الصخور البركانية الغنية بالسيليكا التي وجدت في أماكن مثل يلوستون توفر الظروف المثالية، الحريرية التي انحلت من هذه الصخور قد أعيدت التصرّف في نظام السباكة للمهووس، وخلقت صخرة طبيعية تعزز القنوات وتسمح لهم بتحمل الإنفجارات المتكررة على مدى فترات طويلة.

The Fragile Nature of Geysers

إن الجايسرات هشة، وإذا تغيرت الظروف، فإنها قد تتحول إلى مهاجر أو تنقرض، وقد دمر الكثيرون منهم لمجرد أن الناس يلقون حطام فيهم، بينما توقف آخرون عن الاندلاع بسبب تآكل محطات الطاقة الحرارية الأرضية، وهذا الهشاشة يجعل حفظ حقول المجوهرات أمرا بالغ الأهمية.

نشاط المهووس قد يتغير أو يتوقف بسبب الترسيب المستمر للمعادن داخل سباكهم، تبادل المهام مع الينابيع الساخنة القريبة، تأثيرات الزلازل، والتدخل البشري، حتى العمليات الطبيعية يمكن أن تغير أو تدمر المهووسين عبر الزمن، مما يجعلهم ملامح عابرة حقا للمنظر الطبيعي.

ويمكن أن يكون للزلازل آثار مأساوية خاصة على نشاط المايسر، إذ يمكن للظواهر الزلزالية الكبيرة أن تفتح كسور جديدة، أو تغلق القنوات القائمة، أو تغير أنماط تدفق المياه الجوفية، وقد كان معروفا أن بعض المغايرين يغيرون تواتر ثورتهم أو شدتها في أعقاب الزلازل الكبرى، بينما توقف آخرون عن الاندلاع كليا أو فجأة بعد فترات طويلة من الهيمنة.

فالأنشطة البشرية تشكل تهديدات كبيرة لحقول المجوهرات، فالتخريب، مثل رمي الأشياء في مهب المحركات، يمكن أن يُسدّب نظم السباكة الحساسة، ويمكن أن يخفض تطوير الطاقة الحرارية الأرضية من طاولات المياه أو يُحوّل تدفق المياه الجوفية، ويُشعر المروجين جوعاً للمياه الذين يحتاجون إلى العمل، بل إن التغييرات الطفيفة التي تُحدث على البيئة السطحية حول مغاير يمكن أن تؤثر على سلوكه.

جالسون الشهير حول العالم

وفي حين أن المهاجرين نادر على الصعيد العالمي، فإن عدة مواقع تستضيف تركيزات كبيرة من هذه السمات الرائعة، ولكل حقل كبير من المجوهرات خصائصه الفريدة الخاصة به وشخصيات المهووسين الشهيرة التي تجتذب الزوار من جميع أنحاء العالم.

منتزه يلوستون الوطني، الولايات المتحدة

(يلوستون) هو أكبر منطقة مُتجَرّفة، تحتوي على آلاف الينابيع الساخنة، وحوالي 300 إلى 500 مُهرّب، ومنزله إلى نصف مجموع عدد المُهَجِّين في العالم في أحواضه التسعة، وهذا التركيز الاستثنائي يجعل (يلوستون) الوجهة الأعظم لملاحظة ودراسة المُغاير.

(يولستون) يشمل أطول مُجرّد نشط في العالم (سيتامبوت غيسر) في حوض (نورس غيسر)، يمكن لـ(ستامبوات غيسر) أن ينفجر إلى ارتفاعات تتجاوز 300 قدم، مما يجعله أقوى مُجرّد نشيط في الأرض حالياً، لكن إنفجاراته لا يمكن التنبؤ بها، وأحياناً تحدث عدة مرات في السنة والأوقات الأخرى التي تبقّى فيها (دورمانت) لسنوات.

(الفايث) القديم هو أكثر المهووسين شهرة في (يلوستون) المعروف بثورانه المُمكن التنبؤ به نسبياً، بينما لم تكن أكبر أو أقوى، فإن موثوقية (الفايثول) القديمة جعلتها رمزاً للمتنزه، ويثور المُهووس كل 90 دقيقة تقريباً، مع إنفجارات تتراوح بين 1.5 و5 دقائق وتصل إلى ارتفاعات تتراوح بين 100 و 180 قدماً.

أحواض المتنزهات المُتوحشة تشمل حوض (الغايسر) الذي يحتوي على أعلى تركيز للمُهجرين في العالم، وكذلك (نورس)، (الأسفل، ميدوي)، (ويست ثومب)، (شوشون)، بحيرة القلب، والأحواض الأخرى، ولكلّ حوض خاص به خصائص حرارية فريدة، وحصّة من المُغيّرين، والينابيع الساخنة، والأوعاء الطينة، والأوعرة.

آيسلندا: غيسر الأصلي

إن ايسلندا لها أهمية خاصة في تاريخ المهزل، حيث أن كلمة غيلسر الانكليزية تنبع من الجير الآيسلندي، نظرا لارتفاع معدل النشاط البركاني في أيسلندا، فهي موطن لبعض أشهر المهوسين في العالم، وهناك حوالي ٢٠ إلى ٢٩ من المهوسين النشطين في البلد، فضلا عن العديد من المهوسين السابقين.

(ستروكور) الذي يقع بالقرب من (غايسر) الأصلي أصبح أكثر المهووسين موثوقاً به في أيسلندا وكثرة الملاحظة، يثور كل 5 إلى 10 دقائق تقريباً، ويرمي الماء إلى 130 قدم في الهواء، وهذا القابل للتنبؤ يجعله جذباً سياحياً كبيراً ويزود العلماء بفرصة ممتازة لدراسة سلوك المهووسين.

وقد كان لغايسر في آيسلندا فترات من النشاط والمهاجر، ففي أثناء فترات الدفن الطويلة، كانت الاندلاعات تُستحث صناعياً في بعض الأحيان في مناسبات خاصة، وذلك بإضافة صابون ناشطين إلى المياه، وفي حين أن غيسر نفسه أصبح الآن غير قادر على التحمل، فإن إرثه يعيش باسم جميع هذه السمات في جميع أنحاء العالم.

وادي غيزر، كامتشاتكا، روسيا

وادي غيزر، الواقع في شبه جزيرة كامتشاتكا في روسيا، هو ثاني أكبر تجمع للمهورين في العالم، وقد اكتشفت المنطقة واستكشافها تاتيانا أوستنوفا في عام 1941، ويوجد حوالي 200 غيسير في المنطقة، إلى جانب العديد من ربيع المياه الساخنة والمجاري الدائمة.

هذا الوادي البعيد والمذهل ظل مجهولاً نسبياً للعالم الخارجي لعقود بسبب موقعه المنعزل وقيد الدخول خلال الحقبة السوفياتية

في 3 حزيران/يونيه 2007، أثر تدفق طين ضخم على ثلثي الوادي، ثم أفيد أن بحيرة حرارية كانت تُشكّل فوق الوادي، وأربعة من المناطق الحرارية الثمانية في الوادي مشمولة بالهبوط الأرضي أو بالبحيرة، وغيّرت هذه الكارثة الطبيعية بشكل كبير حقل وادي الوادي، على الرغم من أن بعض المغايرين قد نجوا وما زالوا يثورون.

El Tatio, Chile

وتقع التاتيو في الوديان المرتفعة في الأنديز في شيلي، محاطة ببراكين نشطة عديدة، على ارتفاع 200 4 متر ( 800 13 متر) فوق مستوى سطح البحر، ويصل الوادي إلى نحو 80 غيسا في الوقت الحاضر، وأصبح أكبر حقل للمهجر في نصف الكرة الجنوبي بعد تدمير العديد من الجيروس النيوزيلنديين، وهو ثالث أكبر ميدان في العالم.

ارتفاع التاتيو يخلق ظروفاً فريدة لنشاط الجيزر الضغط الجوي الأدنى على هذا الارتفاع يعني أن الماء يغلي في درجة حرارة أقل،

نيوزيلندا: منطقة تاوبو البركانية

في بداية القرن العشرين، أكبر مجوهرات معروفة، (وايمانغو غيسر) موجودة في هذه المنطقة، بدأت تثور في عام 1900 و تنفجر دورياً لمدة أربع سنوات حتى تغيرت مساحات المياه المحلية

لسوء الحظ، العديد من المهوسون النيوزيلنديين قد دمروا أو تغيروا بشكل كبير من خلال تطوير الطاقة الحرارية الأرضية وبناء خزانات هيدرائية

السيدة نوكس غيسر، نيوزيلندا

تمثل السيدة نوكس غيسر حالة فريدة في عالم المايسر، وهذا المهووس يُستحث اصطناعيا على أن يثور يومياً للسياح بإضافة صابون ناشطين إلى الماء، وفي حين أنه لا يثور طبيعياً، فإنه يُظهر التوازن الدقيق للظروف اللازمة لنشاط المجوهرات، وكيف يمكن أن تؤدي التغيرات الصغيرة في كيمياء المياه إلى حدوث انفجارات.

الجيزر وراء الأرض

مثل العديد من الظواهر الطبيعية الأخرى، المجوهرات ليست فريدة من نوعها للأرض، إن ثورة مثل الجيت، التي تسمى في الغالب مكبرات الصوت، قد لوحظت على عدة قمر من النظام الشمسي الخارجي، هذه الجيزرات الفضائية تعمل على مبادئ مختلفة عن المروجين المائيين للأرض، ولكنها تتقاسم بعض الخصائص المتشابهة.

لقد شوهدت طائرات بخار المياه بالقرب من القطب الجنوبي من قمر (ساتر) (إنسلادوس) بينما شوهدت انفجارات النيتروجين على قمر (نيبتون)

وفي حالة إنسيلادوس، يُعتقد أن السباكات تُدفع بالطاقة الداخلية، وفي حالات التهوية على المريخ وتريتون، قد ينتج النشاط عن التدفئة الشمسية عن طريق تأثير دفيئة ثابت في الولايات، وفي الحالات الثلاث جميعها، لا يوجد دليل على وجود نظام هرمي تحت سطح الأرض يميز بين الجيولوجيين الأرضيين من أنواع أخرى من التهوية، مثل الفومول.

وتوفر دراسة هذه الانفجارات الخارجية معلومات قيمة عن العمليات الكواكبية وإمكانات المياه السائلة تحت سطح الأرض في عوالم أخرى، وقد ولدت السباكات المذهلة في انسلادوس، على وجه الخصوص، اهتماما علميا كبيرا، حيث قد تبين وجود محيط تحت سطح الأرض، مما يزيد من إمكانيات الحياة الخارجية.

الأهمية العلمية للغايزر

ونظراً لأن المهوسون لديهم انفجارات وثورات أصغر من البركان، فإنهم يوفرون مختبرات طبيعية مفيدة لدراسة عمليات الانفجار وتجربة تكنولوجيات الرصد الجديدة، ويدرس العلماء المهوسين لأسباب عديدة تتجاوز فضحهم الأصيل.

فهم العمليات البركانية

ويستخدم الجيزرات كأجهزة قياسية متاحة للنظم البركانية، ويمكن على سبيل المثال قياس حركة السوائل عن طريق العديد من دورات إنشلاق المجوهرات، مما يوفر بيانات يمكن استخدامها لتحسين تفسير الظواهر البركانية، كما يمكن جمع القياسات وملاحظات الفيديو في حدود قنوات المروجين النشطين - أي مهرجان يستحيل استخدامه في البركانات النشطة.

إن العمليات التي تدفع إلى تكاثر الجيران - الضغط، والاكتئاب الفوقائي السريع، والإفراج عن المتفجرات - تشكل أوجه التشابه الأساسية مع الانفجارات البركانية، وبدراسة المهوسين، يمكن للعلماء أن يطوروا ويختبروا نماذج ديناميات الانفجار في بيئة آمنة وميسرة نسبيا، ثم يطبقوا هذه البصيرة لفهم نظم بركانية أكثر خطورة.

Climate Change Indicators

ويمكن أن تكون هذه النظم بمثابة مؤشرات حساسة لتغير البيئة، إذ أن أنماط اندلاعها تتوقف على عوامل من بينها معدلات تغذية المياه، التي تتأثر بأنماط التهطال، ودرجة الحرارة السطحية، التي تؤثر على معدلات التبريد، وبالتالي فإن التغيرات في المناخ يمكن أن تغير سلوك الميزان بطرق قابلة للقياس.

ويظهر بعض المغايرين تفاوتات موسمية في تواتر ثورتهم أو كثافتهم، ومع تغير درجات الحرارة العالمية، قد تتغير هذه الأنماط، مما يتيح للعلماء بيانات عن كيفية استجابة النظم الحرارية الأرضية لتغير المناخ، وهذه المعلومات لها آثار على فهم النظم الطبيعية وموارد الطاقة الحرارية الأرضية على السواء.

الحياة المتطرفة وعلم الأحياء الفلكية

وتستضيف البيئات المتطرفة المحيطة بالمهورين مجتمعات مجهرية فريدة تزدهر في ظروف كانت تُعتقد أنها لا تتوافق مع الحياة، وتعيش هذه المزروعات في الماء بدرجات حرارة قريبة من نقطة الغلاية أو عند نقطة الغليان، وحمض عال أو خلية، وتركيزات عالية من المعادن المذوبة.

الجانب المهم الآخر من تشكيلة المقطع السيليكي هو التفاعل بين السو أو 2 المهيمن و الرياضيات المجهرية التي تنمو على هذه الودائع الحرارية المائية، يمكن أن يُنظر إلى الثدييات المجهرية على أنها طبقات ملونة من المواد العضوية تُغذّر في أغلب الأحيان المقطع، فالبلديات المجهرية تُعزز التحلل من المياه الجوفية التي تصل إلى السطح،

إن دراسة هذه الكائنات الحية تساعد العلماء على فهم حدود الحياة على الأرض وتُفيد البحث عن الحياة على الكواكب الأخرى، وإذا كان من الممكن أن تزدهر الحياة في الظروف القصوى لبيئة الأحجار الكريمة، فإن الكائنات الحية المماثلة قد توجد في محيطات سطحية من قمر الجليد أو في النظم الحرارية الأرضية المريخية.

جيوثيرمال الطاقة والودائع المعدنية

فهم كيف يقوم المغنيون بنقل الحرارة والمعادن المذوفة عبر قشرة الأرض بتطبيقات عملية لتطوير الطاقة الحرارية الأرضية واستكشاف المعادن، نفس النظم الحرارية المائية التي تخلق المجوهرات يمكن تسخيرها لإنتاج الطاقة المتجددة أو قد تشير إلى وجود رواسب معدنية قيمة.

غير أن هذا يخلق تحدياً في مجال الحفظ، إذ يمكن أن يؤدي تطوير الطاقة الحرارية الأرضية إلى تغيير أو تدمير حقول المغاير بتغيير أنماط تدفق المياه الجوفية أو تخفيض طاولات المياه، ويتطلب تحقيق التوازن بين الحاجة إلى الطاقة المتجددة والحفاظ على هذه السمات الطبيعية النادرة تخطيطاً دقيقاً وإدارة.

تاريخ علوم الجيسر

وفي عام 1846، قام الكيميائي الفرنسي ألفريد ديس كلوزو والكيميائي الألماني روبرت ويلهيلم بونسن بصياغة نموذج مبكر لشرح ثورات الميزر القائمة على القياسات الميدانية لدرجات الحرارة والكيمياء، وأنماط التداول والانفجار في غيسر في أيسلندا، ومنذ ذلك الحين، تقدمت المعرفة العلمية للمغايرين تقدما كبيرا، حيث توفرت معلومات قيمة عن العمليات الأرضية، وعن منشأ السواتل والحدود البيئية في أماكن أخرى.

إن مشاركة روبرت بونسن - الشهير في بحوث البونسن في وقت مبكر في مجال الجيزر تبرز الاهتمام العلمي الذي طال أمده بهذه الملامح، وقد استخدم الباحثون على مدى القرنين الماضيين تقنيات متزايدة التطور لفهم سلوك المغاير، من قياسات درجة الحرارة البسيطة إلى الرصد السيزمي المتطور، ورصد الفيديو في قنوات الجيل، ووضع النماذج الحاسوبية.

ويجمع البحث الحديث عن المجوهرات بين عدة تخصصات تشمل الجيولوجيا والهيدرولوجيا والرموديناميكية الحرارية وديناميات السوائل، ويستخدم العلماء السيزمومات لكشف حركة السوائل الجوفية، والكاميرات الحرارية لتصنيف درجات الحرارة، ومجسات الضغط لرصد الظروف في إطار نظم السباكة في الميسير، كما تساعد التجارب المختبرية وعمليات المحاكاة الحاسوبية على اختبار الفرضيات المتعلقة بآليات التي تثورية.

Geyser Prediction and Monitoring

ومن أكثر الجوانب إثارة للدهشة في علوم المغاير التحدي المتمثل في التنبؤ بالانفجارات، ففي حين أن بعض المهوسين مثل الفيل القديم وثورة ستروكور يثورون بشكل منتظم معقول، فإن الآخرين لا يمكن التنبؤ بهم إلى حد كبير، ففهم ما يتحكم به توقيت الانفجار يظل مجالا نشطا من مجالات البحث.

إن التجويفات الكبيرة والأعمق داخل الصخرة تسمح بحدوث انفجارات أكبر وتروج للانتظام بعزل الماء من التقلبات الجوية على سطح الأرض، فالسلايين الذين لديهم نظم بسيطة وعميقة للسباكة يميلون إلى أن يكونوا أكثر انتظاما في انفجاراتهم لأنهم أقل تأثرا بالظروف السطحية مثل درجة الحرارة والتنبؤ.

ويحتفظ حراس المنتزه وحرّاس المهووسين، ولا سيما أعضاء المنظمات مثل رابطة رصد ودراسة غيسر، بسجلات مفصلة عن انفجارات المهووسين، وهذه الملاحظات، التي تراكمت على مدى عقود، توفر بيانات قيّمة لفهم الأنماط الطويلة الأجل والتغيرات في سلوك المغاير.

وبالنسبة للعقيدة القديمة، يمكن للحراس أن يتوقّعوا أوقات الاندلاع في غضون 10 دقائق تقريباً على أساس مدة الانفجار السابق، وتشير الاندلاعات الطويلة إلى أن المزيد من المياه قد طُرد من النظام، مما يتطلب مزيداً من الوقت لإعادة ملئه وإعادة تدويره قبل الانفجار التالي، وهذه العلاقة بين فترة الاندلاع والفصل بين الوتبة تدل على الطابع المنهجي لسلوك المغاير، حتى في هذه النظم الطبيعية المعقدة.

تحديات الحفظ وإدارة الزوار

إن شعبية المغايرين في جذب السياح تخلق فرصا وتحديات للحفظ، إذ يزور ملايين الناس يلوستون وميادين أخرى من المجوهرات كل عام، مما يولد منافع اقتصادية للمجتمعات المحلية ويخلق أيضا تهديدات محتملة لهذه السمات الهشة.

ويجب أن توازن إدارة المتنزهات بين وصول الجمهور إلى حماية المعالم الحرارية الأرضية، وتبقي الرواسب وأماكن المشاهد المعينة الزوار في مأمن من تصعيد المياه، مع حماية التكوينات الحساسة للمسافات، ومنع تلوث نظم السباكة التي تستخدم المجوهرات، وتحظر الأنظمة الصارمة إلقاء الأشياء في المجوهرات أو الينابيع الساخنة، حيث أن حتى الأصناف الصغيرة يمكن أن تستنسخ القنوات أو تغير أنماط الاندفاع.

فالتعليم يؤدي دورا حاسما في حفظ المهووسين، وعندما يدرك الزوار مدى ندرة هذه السمات وهشاشتها، فإن من الأرجح أن يتبعوا الأنظمة ويساعدوا على حمايتها، وتفسر البرامج التفسيرية في حقول المهووسين في جميع أنحاء العالم العلوم الكامنة وراء الانفجارات وأهمية الحفاظ على هذه العجائب الطبيعية للأجيال المقبلة.

The Future of Geyser Research

وعلى الرغم من وجود دراسة علمية استغرقت قرنين، لا تزال هناك أسئلة كثيرة بشأن المغايرين، ولا يزال الباحثون يحققون في الآليات المفصلة التي تتحكم في توقيت الانفجار، ودور الهندسة الجوفية في تحديد سلوك المغاير، وكيف تؤثر العوامل الخارجية مثل الزلازل وتغير المناخ على نشاط المغاير.

وتوفر التكنولوجيات الجديدة إمكانيات مثيرة لبحوث المغاير، ويمكن الآن نشر أجهزة الاستشعار المتقدمة في قنوات المحركات لقياس درجة الحرارة والضغط والتدفق السائل أثناء الانفجارات، وتلتقط كاميرات عالية السرعة الديناميات السريعة للانفجارات بتفصيل غير مسبوق، وتحفز نماذج الحواسيب المتطورة العمليات الدينامية الحرارية والسوائل المعقدة التي تحدث تحت الأرض.

وقد تم تشكيل حقول المجوهرات الرئيسية على الأرض في أعقاب آخر ملامح الجليد (الذات؛ منذ 000 14 سنة)، و " الجيزر " هي سمات عابرة لفترات النشاط والمهاجر، وتتأثر بالزلازل والانهيالات الأرضية والتغيرات في معدلات تغذية المياه، وتآكل مواسيرها أو الجنيهات، وتباطؤ الترسبات في قنوات التدفق والمستودعات، ويتطلب فهم هذه التغييرات الطويلة الأجل مواصلة الرصد.

وقد يؤثر تغير المناخ تأثيرا كبيرا على حقول المغاير في العقود القادمة، ويمكن أن تؤدي التغييرات في أنماط التهطال إلى تغيير معدلات تغذية المياه، في حين أن ارتفاع درجات الحرارة قد يؤثر على التوازن الحراري لنظم المغاير، وسيكون الرصد الطويل الأجل ضروريا لكشف هذه التغيرات وفهمها.

زيارة الجيزر بأمان

وبالنسبة إلى أولئك الذين يحظون بما يكفي لزيارة حقول المغاير، يجب أن تكون السلامة هي الأولوية القصوى، ويمكن أن تتجاوز المياه في المجوهرات والينابيع الساخنة درجة الحرارة المغلية، وقد تكون الأرض المحيطة بالملامح الحرارية رقيقة وغير مستقرة، وقد حدثت إصابات ووفيات خطيرة عندما يغامر الناس في مسارات معينة أو يتجاهلون علامات الإنذار.

وتبقى دائماً على مقطورات وزوابق مسمّاة، وهذه الهياكل مصممة بعناية لتوفير رؤية آمنة، مع حماية الزوار والملامح الحرارية، ولا تلمس أبداً المياه في الينابيع الساخنة أو المجوهرات، حتى لو بدا أن التقلبات قد تتباين تبايناً كبيراً ولا يمكن التنبؤ به.

احترام الحواجز وعلامات الإغلاق - قد تكون المناطق مغلقة بسبب الظروف الخطيرة، أو البحوث الجارية، أو لحماية الملامح الحساسة، والهرب أو العزف على الأحصنة بالقرب من المجوهرات أمر خطير ومحظور، ويمكن أن تكون الأرض زلقة، ويمكن حدوث انفجارات غير متوقعة.

وينبغي أن تستخدم الحماسات الطبوغرافية العدسات عن بعد بدلا من الاقتراب من الملامح الحرارية عن كثب، فالطبيعة المدهشة لثورة الجيزر تجعلها تغري المواضيع، ولكن ينبغي ألا تتعرض السلامة للتصوير.

الخلاصة: الحفاظ على مسلسلات الأرض لإشعال الأرض

إن الجايسرز تمثل واحدة من أكثر الظواهر المذهلة والقيمة علميا، وهذه السمات النادرة ناتجة عن مزيج دقيق من المياه الجيولوجية - المهجورة، والحرارة الشديدة من النشاط البركاني، ونظم السباكة الجوفية المتخصصة التي توجد في حفنة من المواقع في جميع أنحاء العالم، وقد تفجرت من المياه والبخارية السخين، وتلاشى البشر منذ قرون، وما زالت توفر معلومات قيمة عن عمليات التر.

إن الغرابة الشديدة للمهوسين تجعل حفظهم مهم للغاية، حيث أن أقل من 000 1 شخص من المهوسين النشطين لا يزالون على الأرض، ونصف أولئك الذين يتركزون في حديقة يلوستون الوطنية، فإن كل حقل من المهوسين يستحق الحماية، ويمكن أن تتضرر هذه السمات الهشة بسهولة أو تدمر من جراء الأنشطة البشرية أو الكوارث الطبيعية أو التغيرات البيئية.

ونحن نواصل دراسة المهوسين، لا نكسب المعرفة العلمية فحسب، بل نكسب أيضا تقديرا أعمق للعمليات الدينامية التي ترسم كوكبنا، ومن الانفجارات البشعة لبخار ستامبوت غيسر إلى الأداء الموثوق به للجمال القديم وستروككور، يروي كل مغاير قصة حرارة وضغط ومياه تعمل معا بطرق ملحوظة، وبحماية هذه العجائب الطبيعية في المستقبل وضمان استمرارها في دراسة تلك الأسرار.

سواء كنت تخطط لزيارة حقل خضراء أو ببساطة مفتون بهذه الظواهر الطبيعية فهم كيف يعمل المهوسون على زيادة تقديرهم لتعقدهم وغضبهم

For more information about geysers and geothermal features, visit the National Park Services Yellowstone Geysers page ] or explore resources from the