العمليات الجيولوجية خلف النشاط البركاني: تحليل متعمق

فهم هيكل الأرض المطبق ضروري لفهم كيف وأين شكل البركانات التحول من الصخرة الصلبة إلى الماجما ليست مجرد مسألة الوصول إلى درجة حرارة متجانسة، بل إنها تتوقف على الضغط والتكوين ووجود تقلبات مثل الماء وثاني أكسيد الكربون.

غسيل الماما والتكوين

Partial Melting and the Three Mechanisms

(أ) أن يُنذر الذوبان الكامل، بدلاً من ذلك، ] [يتمّ الإنصهار الجزئي ] حيث لا يوجد سوى بعض المعادن السكية، مخلفة وراءها بقايا صلبة، وهناك ثلاث طرق رئيسية لحفز الإنهيار الجزئي:

• Decompression melting:] When hot mantle rock rises toward the surface, pressure decreases. because the melting point of rock decreases with reduced pressure, the ascending rock crosses its solidus and begins to melt. This mechanism dominates at divergent plate boundaries (mid-ocean ridges) and within mantle.
• Flux melting (or wet melting):] The introduction of water and other volatiles lowers the melting point of mantle rock. This occurs at convergent plate boundaries, where a subducting oceanic plate carries hydrous minerals and sediments into the mantle producing. The release of manrcle form
• Heat transfer melting:] Hot magma rising from deep levels can transfer heat to surrounding crustal rock, causing it to melt. This process is often involved in the formation of large continental igneous provinces and some hot spot volcanoes where the crust is fishened.

تشكيلة الماجما والفيسكوستي

التركيب الكيميائي للماجم، لا سيما محتوى (المتفجرات) (SiO2) الذي يحتويه، يؤثر تأثيراً قوياً على أسلوب الإنفجار، (سيليكا) تعمل كعامل متعدد الات، تربط (التيتراهيدرا) بسلاسل تزيد من حساسية المذيب (الرد على التدفق)

• Basaltic magma:] Low silica (~45-55%), high iron and magnesium, low viscosity (flows easily). Gases can escape readily, resulting in relatively gentle, effusive eruptions that build broad shield volcanoes like Kīea in Hawaii. Temperatures range from 1000C.
• ] Andesitic magma:] Intermediate silica (~55-65%), moderate viscosity; These magmas are common in subduction zones and produce a mix of explosive and effusive activity, forming stratovolcanoes such as Mount Fuji and Mount St. Helens. Temperatures are typically 800 °C.
• Rhyolitic magma:] High silica ( ⁇ 65%), high viscosity, relatively low temperature (650 °C-800 °C). Rhydertic magmas are often gas-rich, and their high viscosity compubbles gas, leading to enormous pressure buildup and highly explosive eruptionsa

دور فولاتريس

إن الغازات الممزقة - وعاء الماء في المقام الأول، وثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت، وسادس فلوريد الكبريت - هي عوامل حاسمة للانفجار، فمع ارتفاع الماما وتساقط الضغط، فإن هذه التقلبات تتحول إلى فقاعات، وفي المغنطيسي المنخفض الحساس، تتوسع الفقاعات بسهولة في الظواهر الوبائية العالية الارتداد.

Tectonic Settings of Volcanism

الحدود الدنيا

وفي المناطق الواقعة في المناطق الوسطى، تبتعد الصفائح التكتونية، مما يسمح بارتفاع مستوى الصخور المتحركة وتآكلها، وتغذي الأنهار البسالة الناتجة عن ذلك تكوين قشرة محيطية جديدة، وخلق حمالات وسواد وثورات غواصة، وهذا النوع من البركاني هو المسؤول عن نظام التلال في وسط المحيط العالمي، وهو أكبر سمة بركانية على الأرض.

الحدود المشتركة بين الوحدات (المناطق الفرعية)

ويقع نحو 80 في المائة من البركانات الناشطة تحت سطح الأرض على امتداد مناطق فرعية، حيث تُغرق صحون المحيط تحت لوحة أخرى (أوسيوية أو قارية)، وتُطلق المياه في أسفل سطح المناورة، وتخفض من الفولطية وتُحدث تذوباً جزئياً، وكثيراً ما تنجم عن ذلك وتُحدث تصاعداً في عظم المغناطيس المغناطيسي إلى السطح، وسلاسل البناءية المعروفة.

البقع الساخنة والفولكانية الخفيفة

ولا ترتبط جميع البراكين بحدود الصفائح، إذ يُعتقد أن البقع الساخنة هي التعبير السطحي عن الأعمدة المتحركة - السباكة - السهمية من الصخور الساخنة غير العادية التي ترتفع من أعماق المناورة، حيث إن اللوحة البيركانية تتنقل على عمود ثابت، فإن سلسلة من البركانيات تنتج، وتكبر في نهاية واحدة، وتنمو في الرصيف القاري.

الديناميكية والإطارات

وتصنف الانفجارات البركانية على أساس انفجارها ونوع المواد المغنطسية التي انفجرت.() ويتوقف نمط الانفجار على وجود الماجستير في المياه، والمحتوى الخارجي من 0 (غير المفجّر) إلى 8 (ميغاكوسال).() ويتوقف أسلوب الانفجار على وجود الماجما، والمحتوى الغازي.

الإرتفاعات الفعالة

وتنتج الماما الباساليكية المنخفضة الفيزيائية Hawaiian-style eruptions]، التي تتسم بنوافير الحمم وتتدفق مجرى الحمم التي تبني البركانات، وتحدث الاحتراق عندما تتوسع فقاعات الغاز بسرعة ولكنها تنفجر ببطء دون تفتيت المغناطيس إلى الرماد.

عمليات التبريد المفجّرة

Strombolian eruptions] are named after Stromboli volcano in Italy. They involve moderate blows of incandescent lava clots, scoria, and bombs, driven by gas slug explosions. These eruptions are intermittent and produce cinder cones.

Moderately to Highly Explosive Eruptions

التخديرات التخصيبية والغواصة

وعندما تلتقي الماما بالماء - سواء من المياه الجوفية، فإن بحيرة أو من المحيط - يُحدث التدفئة والتوسع السريعين في المياه انفجارات ناجمة عن البخار، وهذه الانفجارات من الرخام الخافتة تنتج رماداً غرامياً ورموزاً واسعاً (نوابت متفجرة وعواصف متفجرة في منتصف المحيط).

لاندفورمز البركانية

ويسجل شكل البركان وهيكله الداخلي تاريخه الثوري وتكوينه المماثل، ويعترف بخمسة أنواع رئيسية:

فولكانات الدروع

إن الصدور المتطورة بشكل عام، التي تبنىها الانفجارات المتكررة الفادحة من الحمم البسالة المنخفضة النسيج، هي أكبر بركان درع على الأرض، حيث ترتفع أكثر من 9 كيلومترات من قاع البحر، وتبدو التدفقات نحيفة ومكثفة، وتخلق صورة شبيهة بالدم.

ستراتوفولكان (فولكان القاطرة)

البراكين المتحركة والممنوعة من البركانات المُعدة من طبقات مُغيرة من تدفقات الحمم البركانية والرماد البركاني والودائع البركانية، وهي مخروط بركانية مُلتوية مثل جبل فوجي، ومونت رينييه، وفيسوفيوس، وتنتج الفولاكات مجموعة واسعة من أساليب الاندفاع، من الناشطين إلى العصب، مما يجعلها خطرة بوجه خاص.

Cinder Cones

تلال صغيرة وعينة من الجانب المُنبأة من السكوريا والرماد المُحقن، وهي عادةً شكل من حلقة واحدة من الإنفجار، و شائعة على مُزلاجات البركان الأكبر، وباريكوتين في المكسيك، الذي نما من حقل مزارع في عام 1943، مثال كلاسيكي.

لافا دوميس

إن عمليات القذف المميتة من الحمم الفاحشة جدا (عادة ما تكون خامية أو نسيجية) التي تتراكم على الفتحة، ويمكن أن تنمو الدواميس ببطء على مدى أشهر أو سنوات، وكثيرا ما تنتج تدفقات مناجم البراز التي تولدها الانهيار، كما أن القبة التي لا تزال تنمو اليوم، مثال نشط.

Calderas

الكساد الكبير الذي يتكون من أحواض أحواض أحواض من أحواض البركان، مما يتسبب في انهيار الصخرة المفرطة، يمكن أن يكون كالديراس على بعد عدة كيلومترات، ويلوستون كالديرا (ويومينغ) وبحيرة كرادير (أوريغون) أمثلة مشهورة، ويرتبط العديد من نظم الكواكب بأقوى ثورات متفجرة معروفة، مع 7 أو 5

الأخطار البركانية والتخفيف من المخاطر

الأخطار الرئيسية

• Lava flows:] Advance relatively slow (meters per hour to meters per second) and can be diverted or slowed by barriers. They destroy property but rarely cause fatalities.
• Pyroclastic flows:] Mixtures of hot gas and volcanic debris that rush downhill at speeds exceeding 100 km/h and temperatures up to 600 °C. These are the deadliest volcanic phenomenon, capable of obliterating everything in their path, as seen at Pompeii (AD 79) and Monts (1997).
• Tephra fallout:] Ash, lapilli, and bombs ejected into the atmosphere and deposited over wide areas. Ashfall can collapse roofs, contaminate water supplies, damage aircraft motors, and cause respiratory issues. The 2010 eruption of Eyjafjallajökull in Iceland disrupted air traffic across Europe for weeks.
• volcanic gases:] Sulfur dioxide (SO2) can form sulfate aerosols in the stratosphere, reflecting sunlight and cooling the climate for years. Carbon dioxide (CO2) can accumulate in low-lying areas, causing asphyxiation. Hydrogen sulfide and hydrogen fluoride are also toxic.
• Lahars (volcanic mudflows):] Fast-moving mixtures of volcanic debris and water, often triggered by melting snow and ice or heavy rain. The 1985 eruption of Nevado del Ruiz in Colombia produced lahars that killed over 20,000 people.
• Tsunamis:] Volcanic explosions, caldera collapse, or flank failure can displace large volumes of water, generating tsunamis. The 1883 eruption of Krakatoa produced a tsunami that killed tens of thousands.

التخفيف والتأهب

ويتطلب الحد من المخاطر بصورة فعالة الرصد، ورسم خرائط المخاطر، والتخطيط لاستخدام الأراضي، والتعليم العام، كما أن مراصد البركان حول العالم تنبه إلى وجود بيانات في الوقت الحقيقي، وتقوم المجتمعات المحلية القريبة من البركان النشط بحفر طرق للإجلاء في حالات الطوارئ، كما أن هناك العديد من الطرق التي تستخدمها في عمليات الإجلاء في حالات الطوارئ، كما يتم نشر تدابير هيكلية مثل حواجز تدفق الحمم ونظم الكشف عن المآوي في براكينات شديدة الخطورة.

أحدث تقنيات الرصد

وقد حسنت أوجه التقدم في التكنولوجيا إلى حد كبير قدرتنا على كشف الاضطرابات البركانية، وعادة ما تجمع شبكات الرصد بين عدة طرق: