ما الذي يجعل بركان "سوبر"؟

والفولكان الخارقة هي نظم بركانية قادرة على إنتاج أكثر ثورات غرور في الأرض، مصنفة على أنها الحجم ٨ على مؤشر انفجار البركان )رقم ٨( خلافا للبراكين النموذجية التي تبنى كوارات أو شكلات السلات الفولطية، كثيرا ما تنتج البركانات الفوقية الكبريتات الضخمة التي تشكل عندما تنهار الأرض بعد حدوث انسداد في الكم.

في قلب هذه الأنظمة توجد غرف عظمية كبيرة يمكن أن تحمل آلاف الكيلومترات المكعبة من الصخور الرطبة، وتتراكم هذه الغرف فوق مئات الآلاف من السنين، وتبني ضغطاً هائلاً، وعندما يخترق هذا الضغط السطح أخيراً، يمكن للثورة أن تقذف مواد تتجاوز حجم أي حدث بركاني عادي.

وتشمل أكثر الفولكانات السوبر فولكانية دراسة على نطاق واسع، الفيلودون كالديرا في ويومنغ، وتوبا كالديرا في سومطرة (إندونيسيا)، ومنطقة تابو بركانية في نيوزيلندا، وقد شهدت كل من هذه البلدان انفجارات في الطول الثامن في غضون 2.5 مليون سنة، وتحدث هذه الإفراط في المقاييس على النطاقات الزمنية الجيولوجية التي تتجاوز مئات السنين النادرة، مما يجعلها تتعدى على آلاف السنين.

ومن السمات المميزة لعظمة الفولكانو السوبرفولكانو محتوى السليل الذي يجعله شديد الحساسية، وينتج عن ذلك انفجارات كبيرة من الغازات البركانية مثل ثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، مما يسمح بالضغط على المستويات الاستثنائية قبل حدوث انفجار عنيف، ويمكن أن يحرك الرماد والغازات التي تُعد من الكيلومترات في الغلاف الجوي، ويصل إلى الغلاف المتدرج حيث يمكن لهذه الجسيمات.

ويتطلب رصد هذه النظم أدوات متطورة وملاحظة جيولوجية طويلة الأجل، وتتتبع الصكوك التشوهات الأرضية والنشاط السيزمي وانبعاثات الغاز لكشف علامات تضخم حجرات الماما أو الاضطرابات، على سبيل المثال، تقوم ] [USGS Yllowstone Volcano Observatory ] برصد مستمر لنشاط يلوستون، مما يوفر بيانات حاسمة تساعد العلماء على فهم سيناريوهات الثورة المحتملة.

How Massive Eruptions Alter Global Climate

إن أهم تأثيرات المناخ في ثورة فولكانية خارقة تنشأ عن حقن ثاني أكسيد الكبريت والرماد البركاني الغرامي إلى الغلاف الجوي، فعندما يحدث ذلك، يتحول ثاني أكسيد الكبريت إلى قطرات من حامض الكبريتيك، التي تعكس ضوء الشمس إلى الفضاء، يمكن أن تظل هذه الهباءات الحرارية معلّقة في الستراتوسفيرية الثلاثية.

ويقلل التخصيب العالمي من كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى سطح الأرض، مما يؤدي إلى انخفاض يمكن قياسه في درجات الحرارة السطحية، وقد لوحظت أو نُمذج انخفاضات في درجات الحرارة تتراوح بين ١ و٣ درجة مئوية )١,٨ و٥,٤ درجة ف(، مما قد يعطل أنماط الطقس والنظم الإيكولوجية في جميع أنحاء العالم.

"الريح البركانية" "الدجاج المطوّل"

وفي أكثر الحالات تطرفا، يمكن أن تؤدي الانفجارات الفولطية إلى " الشتاء الفولكاني " ، وهو فترة طويلة من التبريد العالمي الكبير تمتد لعدة سنوات إلى عقد أو أكثر، وقد يستمر انخفاض درجة الحرارة الأولية لمدة ٥-١٠ سنوات، ويعقب ذلك فترة انتعاش تدريجي تمتد حتى أطول، وهذا التبريد شبيه بافتراض " الشتاء النووي " ، حيث يوقف تآكل الصور، ويقلل من تداول الأراضي والمحيط المحيط.

ويمكن أن تؤدي شتاءات البركان إلى تعطيل الزراعة بشدة من خلال تقصير المواسم المتنامية وتخفيض غلات المحاصيل، كما تؤثر على الدورات الهيدرولوجيا؛ وقد تضعف النظم الريحية، مما يتسبب في الجفاف في بعض المناطق، ويزيد من نشاط العواصف في مناطق أخرى، ويمكن لهذه التغيرات أن تتحول إلى نقص في الأغذية وعدم استقرار اقتصادي على نطاق عالمي.

Ozone Layer Depletion and Ultraviolet Radiation

وبالإضافة إلى التبريد، فإن الانفجارات البركانية تطلق غازات هالجين مثل الكلور والبروم، مما يمكن أن يحفز تدمير طبقة الأوزون الستراتوسفيرية، ويمكن للثورات المدارية الكبيرة، مثل توبا، أن توزع الهباء الجوي عبر نصفي الكرة الأرضية، ويخفف من درجة الأوزون ويزيد من التعرض السطحي للإشعاع الفوق البنفسجي الضار.

ويمكن أن يستمر استنفاد الأوزون هذا لسنوات بعد أن يستقر الهباء الجوي، مما يضاعف من الإجهاد البيئي من خلال الحمض النووي النباتي المدمر، ويلحق الضرر بالنظم الإيكولوجية البحرية، ويزيد من مخاطر الصحة البشرية مثل سرطان الجلد وقطع الطين، ويعرض الجمع بين الشتاء البركاني وفقدان الأوزون تهديدا مزدوجا للنظم الإيكولوجية والزراعة.

Ocean Feedbacks and Long-Term Climate Shifts

وتؤدي المحيطات دورا حاسما في التخفيف من آثار المناخ البركاني بسبب قدرتها الحرارية الهائلة، وفي حين أن المناطق البرية تبرد بسرعة بعد انفجار، فإن المحيطات تستجيب على نحو أبطأ، وتؤثر على الأنماط المناخية العالمية على مر السنين أو العقود، ويقلل من أشعة الشمس على المحيطات الاستوائية من التبخر، ويضعف الظواهر الحرجة مثل ظاهرة النينيو - الجنوب.

وتشير بعض نماذج المناخ إلى أن الإفراط في التحلل يمكن أن يؤدي إلى حالة طويلة شبيهة بـ " لا نينيا " ، تتسم بدرجة حرارة سطح البحر المبردة في وسط وشرق المحيط الهادئ، وقد تستمر هذه التحولات لمدة عقد أو أكثر، مع ما يترتب على ذلك من آثار على سقوط الأمطار والأنماط العواصفية العالمية، وفي الوقت نفسه، يمكن أن تكثف مستويات الحرارة بين كتل الأراضي المبردة والمحيطات الأكثر دفئا نسبيا من العواصف الشتاء، وأن تغير سلوك مسارات.

A 2019 Nature Geoscience study simulated a modern Toba-scale eruption and found a global temperature reduction of 1-2°C lasting at least a decade. The research highlighted severe threats to agriculture, freshwater availability, and global food security.

دروس من التاريخ: حالات الإغراء الرئيسية في السجلات الجيولوجية والتاريخية

وعلى الرغم من عدم حدوث انفجار 8 في صفوف الإيفيا خلال التاريخ البشري المسجل، فإن العديد من الأحداث البركانية الهامة توفر معلومات قيمة عن مدى تأثير الانفجارات الكبيرة على المناخ والمجتمع.

The Toba Supereruption (~74,000 Years Ago)

إن ثورة توبا في سومطرة، إندونيسيا، تمثل أكبر حدث بركاني معروف في السنوات الـ 2.5 مليون سنة الأخيرة، حيث طردت نحو 800 2 كيلومتر مكعب من المواد البركانية وشكلت عجلا طوله 100 كيلومتر تقريبا، وتكشف التحليلات الأساسية للثلج من غرينلاند عن فترة طويلة من درجات الحرارة المنخفضة بشدة بعد الانفجار.

وتقترح بعض الافتراضات أن هذا الحدث قد يكون قد تسبب في اختناقات وراثية حادة في السكان الأصليين في وقت مبكر، رغم أن هذا لا يزال موضع نقاش بين العلماء، فقد تم العثور على رماد بركاني من طوبا على نطاق الهند والبحر العربي، مما يدل على اتساع نطاق الغلاف الجوي للثورة وعلى إمكانية التأثير على المناخ والنظم الإيكولوجية على نطاق نصف الكرة الأرضية.

The 1815 Eruption of Mount Tambora (VEI 7)

إن ثورة تامبورا في إندونيسيا هي أكبر حدث بركاني في التاريخ المسجل، وقد أطلق نحو 60 مليون طن من ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي، مما أدى إلى حدوث داء "الليل بدون سمر" في عام 1816، وشهدت أوروبا وأمريكا الشمالية طقسا باردا غير معقول، وسقط الثلج في حزيران/يونيه في نيو إنكلترا، وفشل المحاصيل على نطاق واسع مما أدى إلى حدوث مجاعة.

وقد انخفضت درجات الحرارة العالمية بمقدار 0.4 إلى 0.7 درجة مئوية، وتسببت حالات التعطل الموسمي في حالات الجفاف ونقص الأغذية في آسيا، وتُعتبر تامبورا مثالاً مفيداً على الكيفية التي يمكن أن تؤدي بها الانفجارات الأقل قليلاً من الفولكان الخارق إلى اضطرابات اجتماعية واسعة الانتشار وتحولات مناخية.

The 1883 Eruption of Krakatau (VEI 6)

إن ثورة كراكاتاو، وإن لم تكن برفولكانية، كان لها تأثير ملحوظ على المناخ العالمي، فقد تسبب الهباء الكبريتي الذي حقنه في انخفاض حرارة العالم بنحو 1 درجة مئوية لعدة سنوات، كما أنه ينتج شموساً أحمراً وبرتقالياً في جميع أنحاء العالم، وهو مؤشر واضح على الغبار في الغلاف الجوي والهباء الجوي الذي ينشر ضوء الشمس.

وقد أثبتت كراكاتاو أن الانفجارات المدارية المزروعة بدرجة متوسطة والتي تنطوي على انبعاثات من الكبريت العالية يمكن أن تكون لها آثار مناخية قابلة للقياس، مؤكدة على أهمية موقع الانفجار وتكوين الغاز في تحديد الآثار الجوية.

The 1991 Eruption of Mount Pinatubo (VEI 6)

وقد أنتج جبل بيناتوبو في الفلبين أكبر ثورة في القرن العشرين، وحقن نحو 20 مليون طن من ثاني أكسيد الكبريت في طبقة الستراتوسفير، وأدى الانفجار إلى انخفاض حرارة العالم بنسبة 0.5 درجة مئوية في السنة التي تلت الحدث، ولوحظ أيضاً استنفاد الأوزون، ولا سيما في مناطق خط العرض.

وكان انفجار بيناتوبو أول من يقاس على نطاق واسع بالصكوك العلمية الحديثة، ويوفر بيانات قيمة للتحقق من نماذج المناخ وتحسين فهم جبر المناخ البركاني.() ويقدم مرصد الأرض التابع للرابطة الوطنية لشمال أفريقيا ] معلومات شاملة عن آثار بينتوبو.

The 1783-1784 Laki Fissure Eruption (VEI 4 but Extremely High Sulfur Emissions)

إن ثورة لاكي في النسيج في آيسلندا لم تكن حدثاً متفجراً هائلاً بل اندلاع فيضان بازلتي طويل الأمد أدى إلى إطلاق ما يقدر ب 120 مليون طن من ثاني أكسيد الكبريت على مدى ثمانية أشهر - أكبر من ناتج كبريت تامبورا، وقد أدى الثوران إلى ظهور ضباب كثيف من الهباء الكبريتي الذي أغطي أوروبا، مما تسبب في أمراض الجهاز التنفسي وفشل المحاصيل.

وقد تسببت الخسائر الناجمة عن ذلك في المحاصيل الشتوية والصيفية في وفاة نحو 000 10 شخص في أيسلندا وساهمت في عشرات الآلاف من الناس في أنحاء أوروبا وفي نصف الكرة الشمالي من خلال المجاعة والمرض، ويبرز هذا الحدث أن غلة الكبريت ومدة الاندلاع يمكن أن تكونا في غاية الأهمية بالنسبة للآثار المناخية والصحية التي تنجم عن ذلك الكم الهائل من المتفجرات.

] "The Laki eruption is a reminder that the climate impact of a volcanic event is not only about the VEI magnitude-the sulfur yield and eruption duration matter just as much." - Dr. Susan O'Neil, Volcanologist, University of Cambridge

]

الآثار المحتملة في المستقبل على الإشراف الحديث

وإذا ما أريد أن يحدث تحلل في اليوم الحالي، فإن النتائج ستتضاعف من خلال النظم الطبيعية والبشرية على نطاق غير مسبوق، مما سيشكل تحدياً لمرونة العالم وحوكمة.

الآثار الجوية والزراعية الفورية

وفي السنة الأولى، يمكن أن يهبط ضوء الشمس الذي يصل إلى المناطق الزراعية الحرجة هبوطا حادا، إذ أن المناطق الرئيسية المنتجة للحبوب في نصف الكرة الشمالي مثل حزام كورن بالولايات المتحدة، والسهول الروسية، والسهول الأوروبية، وشبه الصين الشمالية، تواجه ظروفا شبه شتاءية طويلة وقاسية، وقد تؤدي مواسم النمو القصيرة والضرر الضعيف إلى الحد من الغلة بصورة جذرية.

ووفقا لنماذج المعهد الدولي لبحوث السياسات الغذائية، يمكن أن يؤدي حدوث ثورة ثورية خارقة إلى الحد من إنتاج السعرات الحرارية العالمية بنسبة تتراوح بين 20 و30 في المائة لمدة تتراوح بين ثلاث وخمس سنوات، مما يؤدي إلى انتشار انعدام الأمن الغذائي، وستكون البلدان النامية، التي لديها موارد محدودة لإيقاف هذه الصدمات، عرضة بصفة خاصة.

إبطال الشبكات العالمية للتجارة والنقل

ومن شأن سقوط الرماد البركاني أن يغطّي مساحات واسعة من الأراضي ويؤثر تأثيراً شديداً على البنية التحتية للنقل، وقد أدى انفجار إيجافجاليجول في آيسلندا (في 4) إلى قصف حركة الطيران الأوروبية لأسابيع، وقد يغلق ثوران فولكاني خارق المجال الجوي عبر قارات بأكملها لمدة أشهر أو حتى سنوات بسبب الطبيعة البهائية والمسببة للمحركات من الرماد البركاني.

ويمكن أيضا أن يُضعف النقل البحري بسبب تلوث الرماد بالمحركات ومعدات الملاحة، في حين قد تعاني شبكات الطرق والسكك الحديدية من تراكم الرماد وضرر البنية التحتية، فإن سلاسل الإمداد العالمية، التي تتأثر بالفعل بالتعطلات الناجمة عن الأوبئة والنزاعات، ستواجه تحديات غير مسبوقة، قد تؤدي إلى حدوث كساد اقتصادي في جميع أنحاء العالم.

Climate Feedback and Multiyear Volcanic Winter

وتتوقع عمليات المحاكاة المناخية أن يخفض الانفجار الفولطي المداري متوسط درجات الحرارة العالمية بمقدار ١-٣ درجة مئوية )١,٨-٥,٤ درجة شرقا( لأكثر من عقد من الزمن، وهذا التبريد سيكون غير متساو، حيث تشهد المناطق القطبية والمتوسطة أكبر انخفاضات، ويمكن أن تتغير مسارات العواصف ومجاري الطائرات، مما يغير أنماط التهطال على الصعيد العالمي.

ومن شأن انخفاض الإشعاع الشمسي أن يبطئ الدورة الهيدرولوجية، ويتسبب في الجفاف في بعض المناطق ويزيد من الفيضانات في مناطق أخرى مع إعادة تنظيم نظم الطقس، وقد تؤدي هذه التغيرات إلى تفاقم ندرة المياه وزيادة تواتر الأحداث الجوية البالغة الشدة، مما يفاقم الأزمة الإنسانية.

استنفاد الأوزون وزيادة الأشعة فوق البنفسجية

وإذا كان الانفجار يُطلق كميات كبيرة من الغازات الغنية بالكلور، فإن استنفاد الأوزون في الغلاف الجوي الستراتوسفيري بنسبة تتراوح بين 30 و50 في المائة يمكن أن ينجم على الصعيد العالمي، مما يزيد من الأثر الزراعي من خلال زيادة الإشعاع فوق البنفسجي على المحاصيل والماشية والبشر، ويزيد من تعرضه للسرطانات العنيفة ويزيد من مخاطر الإصابة بسرطان الجلد والخصائص ويمكن أن يضعف إنتاجية النباتات في المحيطات، وهو أساس من شبكات الأغذية البحرية.

المخاطر المجتمعية والجيوية السياسية

إن الأثر المجتمعي للتصريف من شأنه أن يتجاوز الضرر البيئي والزراعي، وقد يؤدي نقص الأغذية إلى الهجرة الجماعية والاضطرابات المدنية والصراع على الموارد المتناقصة، وقد تفرض الحكومات إغلاق الحدود والربط بينها، في حين يمكن أن يُقيد التعاون الدولي تحت ضغط الأزمات المتزامنة.

وسيواجه التأمين والأسواق المالية خسائر غير متناظرة، ويمكن أن تزعزع استقرار الاقتصادات، ويصنف مركز توافق آراء كوبنهاغن ) الانفجارات الفولكانية الخارقة على أنها أحداث منخفضة الاحتمال ولكن ذات أثر كبير تبرر الاستثمار في البحوث والتخطيط للتأهب.

هل يمكننا فعل أي شيء؟

وعلى عكس الكوارث المفاجئة مثل آثار الكويكبات، كثيرا ما توفر ثورات الفولكان الخارقة سنوات إلى عقود من الإنذار من خلال علامات يمكن اكتشافها مثل تضخم حجرات الماغيا، وزيادة السيزمية، والتغيرات في انبعاثات الغاز، غير أن ترجمة الإنذارات العلمية إلى سياسات عامة فعالة والاستجابة في حالات الطوارئ لا تزال تشكل تحديا كبيرا.

وتشمل بعض استراتيجيات التخفيف من المضاربة نُهج الهندسة الجيولوجية مثل إطلاق الهباء الجوي أو بخار المياه لمواجهة آثار الشتاء البركاني، ولكن هذه الاستراتيجيات تنطوي على مخاطر كبيرة وتقلبات، وتركز نُهج عملية أكثر على تعزيز القدرة على التكيف الزراعي على الصعيد العالمي من خلال تطوير محاصيل مسببة للبرد والجفاف، وتوسيع نطاق الزراعة المحمية، وتهيئة احتياطيات غذائية دولية قوية.

كما أن تعزيز سلاسل الإمداد واللوجستيات في حالات الطوارئ من أجل العمل في ظل حالات انقطاع مطولة أمر بالغ الأهمية، كما أن مبادرة " النموذج العالمي للفولكان " تتعاون مع الدراسات الاستقصائية الجيولوجية في جميع أنحاء العالم لتحسين تقييمات مخاطر الانفجار وقدرات الإنذار المبكر.

والتعاون الدولي على رصد الفولكانيات الخارقة ذات المخاطر العالية - مثل اليلوستون، وتوبا، وتابو، وكومبي فليغري، وغيرها - أمر أساسي، وفي حين أن عمليات التصريف نادرة، فإن إمكاناتها في تعطيل المناخ والحضارة لمدة عقد أو أكثر تجعلها خطراً طبيعياً فريداً إلى جانب تغير المناخ والأوبئة وغيرها من التهديدات العالمية.

خاتمة

وتمثل الفولكان السوبر بعض القوى الطبيعية الأقوى القادرة على تغيير نظام المناخ في الأرض، إذ يمكنها، عن طريق حقن كميات كبيرة من الهباء والغازات الكبريتية في الغلاف الجوي، أن تشرع في شتاء بركاني مطول، وتعطل التداول الجوي والمحيطي، وتتسبب في نضوب الأوزون، وتدمر النظم الإيكولوجية والزراعة في جميع أنحاء العالم.

وتظهر الاندلاعات التاريخية مثل توبا وتامبورا الآثار المناخية والمجتمعية العميقة التي يمكن أن تحدثها هذه الأحداث، في حين أن الرصد العلمي الحديث والنماذج يوفران نظرة ثاقبة عن الكيفية التي يمكن أن تثور بها ثورات المستقبل، وعلى الرغم من أن الفولكانيات السوبرالية تشكل خطرا عالميا يتطلب الاهتمام، والاستثمار في التأهب، والتعاون الدولي للتخفيف من آثارها المأساوية المحتملة على الحضارة البشرية والبيئة.