المطبوعات الفيزيائية للفولكان النشط: الهياكل والإطارات الإيطالية

The Physical Features of Active Volcanoes: Structures and Eruptive Styles

إن البراكين النشطين من بين أكثر الملامح الجيولوجية دينامية في الأرض، وإعادة تشكيل المناظر الطبيعية باستمرار، والتأثير على النظم الإيكولوجية، وخصائصها المادية من شكل الحجر إلى نمط الانفجار - التطهير من البصيرة، والارتقاء بالبصيرة في العمليات التي تحدث في أعماق السطح، وفهم هذه الملامح ليس مجرد مسألة فضول علمي بل أيضاً مسألة أساسية لتقييم المخاطر الكامنة في مجال الثوران، والتنبؤ بالثورة.

أنواع البركانات النشطة استناداً إلى الهيكل

ويحدّد المورفولوجيا في بركان ما إلى حد كبير تاريخه الثوران، وتكوين الماجما، وطبيعة المواد المزروعة، ويصنف علماء الجيولوجيا البركان إلى عدة أنواع رئيسية، كل منها له خصائص مادية متميزة.

فولكانات الدروع

وتتميز البراكين الدروعية بصور واسعة النطاق ودقيقة من المتخلفين تشبه درع المحارب الموضع على الأرض، وتبنى كلها تقريباً بتراكم تدفقات الحمم البسالة المنخفضة النسيج التي تقطع مسافات طويلة قبل التوطيد، وهذه البركان عادة ما يكون لها سعر كبير في مؤتمر القمة، وهو ما يشكله انهيار بعد انسحاب مكثف.

ستراتوفولكان (فولكان القاطرة)

إن الفولكان الغامضين متينة، ومكونات متماثلة مبنية من طبقات متغيرة من تدفقات الحمم، والرماد البركاني، والقناص، والتفريغ المجمّع، وتناوب سلوكهم بين الانفجارات الفعّالة والمتفجرة، مما يُنتج عن بعض أكثر الأحداث كارثة في التاريخ المسجل، ومن أمثلة ذلك ماونت فوجي في اليابان، ماون فيشيت في إيطاليا

Cinder Cones

إن مواسير السيندر هي أبسط وأصغر نوع من البركان، حيث تُشكل عندما تُقذف الماما المحملة بالغاز متفجرة وتعود إلى الوراء أو القشرة حول الفتحة، وتُظهر عادة في القمة كركن من نوع أزياء من نوع البول في منحدرات تتراوح بين 30 و 40 درجة، وعلى الرغم من أن مواقد السيندر غالبا ما تكون أحادية (تشمل فقط في إحدى المرات) يمكن أن تظهر في كل مجموعة من هذه المناطق.

لافا دوميس

Lava domes are bulbous, steep-sided mounds formed by the slow extrusion of highly viscous lava, typically andesitic or rhyolitic. because the lava cannot flow far, it piles up around the vent, often building a dome that may be destroyed by explosive collapse. Dome growth is frequently accompanied by pyrofrclastic flows. The 1980 eruption of Mount

Calderas

فالكالديراس هي كساد كبير وشديد الحوض الذي يتكون عندما ينهار مؤتمر قمة بركاني في حجرة مجافرة جزئيا، ويمكن أن تكون عدة كيلومترات في قطرات، وقد تملأ فيما بعد المياه لتشكل البحيرات المزروعة، كما أن ثورات التفريغ التي تفرزها البركان هي من بين أقوى المعالم على الأرض، مثل الاندلاع القديم لكوكتيلدريديرا وكوكب القرن ١٨٨٣.

الهياكل الأساسية للبراكين ودورها

وبغض النظر عن نوع البركان، توجد بعض الهياكل الأساسية التي تحكم ديناميات الانفجار، ويساعد فهم هذه المكونات على تفسير بيانات الرصد وتوقع السلوك الانفجاري.

قاعة ماجما

وغرفة الماما هي خزان تحت الأرض من الصخور الممتلة يقع تحت بركان، وهي مصدر المواد المزروعة، وحجم الغرفة وعمقها وشكلها، وتواتر الانفجار وحجمها، فمع ارتفاع الماجم، قد يكتسح في حجرة ضحلة قبل أن يُجبر على الصعود إلى القناة، وكثيرا ما يُكتشف أن التغيرات في الضغط داخل الغرفة هي تشوه أرضي أو حرارة سيزمية.

Conduit and Vent

إن القناة هي الطريق الرئيسي الذي تسافر فيه الماما من الغرفة إلى السطح، وقد تكون هيكلاً واحداً شبيهاً بالأنبوب أو شبكة معقدة من الكسور، والفتحة هي فتحة القمة أو على النكهة التي تفلت منها الماجما والغازات، ويمكن أن تكون النوافذ نشطة لقرون أو تحجبها الحمم الصلبة، مما يؤدي إلى تراكم الضغط وإزالة المتفجرات.

Crater

إن الحفرة هي كساد على شكل وعاء في قمة بركان، حيث عادة ما تقطع بضع مئات متر إلى كيلو متر في قطرات، وهي مكوّنة من حفر متفجرات أو انهيار، وغالبا ما يُدار السرطان المنفذ الرئيسي، وقد يحتوي على بحيرة غلافا أو فوكولا صغيرة، وفي سلالات السلات، قد يتسع نطاق حفرة القمة بمرور الوقت،

Cone

إن هذه المخروطة هي الصخور التي تبنىها المواد المزروعة، وهي شكلها - طريق البركان الدرعي، وغطاء الشقوق، وطبقة الفولطوكسي - يُظهر نمط الإنفجار المهيمن وعلم الترميز، والتآكل والانهيالات الأرضية، وانهيار القطاع يمكن أن يعدل شكل الكوخ بمرور الوقت، كما هو مرئي في شظايا الخيل.

الرخصة والفنادق

ولا تحدث ثورات كثيرة في مؤتمر القمة، بل من خلال الكسور الخطية التي تسمى " أليسور " التي تفتح على رقعة البركان، كما أن الاندلاعات الفاسدة شائعة في بركان الدرع مثل كيليوا، حيث تنتج نافورات الحمم على امتداد المناطق الشائكة حقول غلاف واسعة النطاق، كما يمكن أن تحدث فتحات فتحات على الرافعات، التي كثيرا ما تؤثر في التناغم.

Fumaroles and Geothermal Fields

وتُظهر البراكين النشطين البخار وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والغازات الأخرى من خلال فتحات تسمى البخار، وتدل هذه السمات على النشاط الحراري المائي، وأحيانا على مراحل الانفجار المسبق، وكثيرا ما تستغل الحقول الحرارية الأرضية المحيطة بالبراكين لأغراض الطاقة، ولكنها تشكل أيضا مخاطر بسبب المياه الحمضية وعدم الاستقرار البري.

مواضع مُحبطة: من مُنْ مُنْضَعِيَة إلى بُضَعَة ضارِة

إن الطريقة التي تصل بها المغناطيسة إلى السطح وتتفاعل مع البيئة تفرض أسلوب الانفجار، وتصنف حالات الإشعال على أساس الانفجار والمدة وطبيعة المنتجات المزروعة، ويوفر مؤشر التكاثر البراكيني مقياسا من صفر (غير مستغل) إلى 8 (مسرد مكشوف).

Effusive Eruptions: Hawaiian Style

وتتميز ثورات الهاواي بالتفاوتات الوهمية نسبياً في الحمم البازائية المنخفضة الارتفاع، ويمكن لنافورات لافا أن تصل إلى عشرات إلى مئات الأمتار المرتفعة، ولكن نقص ضغط الغاز الكبير يعني تجزؤاً ضئيلاً، وهذه الثوران تنتج تدفقات غلافية قد تقطع على بعد كيلومترات عديدة، مما يخلق براكين دروع واسعة النطاق، ويمكن أن تستمر عمليات التطهير مثل أشهر أو سنوات.

عمليات الإطفاء في سترومبوليان

وهذه الانفجارات، التي تُطلق بعد بركان سترومبولي في إيطاليا، متفجرة بشكل معتدل، تُحدث مغناطيساً غنياً بالغاز في نبضات شبيهة بالإنفجار، وتُقذف بالبرازين الكانتونية، واللوبيلي، والقنابل التي تقع حول فتحة التهوية، ومواد البناء، والنشاط السترومبولي شائع في العديد من البركانات حول العالم، بما في ذلك باسكايا في غواتيمالا وإريبوس.

حالات ارتداد فولكاني

إن ثورات فولكانية هي انفجارات قصيرة الأمد ولكن عنيفة تنتج أعمدة مظلمة وعليلة رماد تصل إلى عدة كيلومترات عالية، وتحدث عندما ترتفع الماما الفاسدة وتتراكم في القناة والضغط إلى أن تنفجر، وتُعتبر الشلالات والحواجز المقذوفة نموذجية، وقد لوحظت هذه الأحداث على نمط جبل ساكوراجيما في اليابان وفي جزيرة فولكانو.

حالات الإرغام المُلحَق

Plinian eruptions are the most powerful and hazardous method, named after the Roman historian Pliny the Younger who described the 79 AD eruption of Vesuvius. These sustained eruptions eject enormous volumes of gas and tephra into the stratosphere, forming towering ash columns that can spread ash across continents. Columns can collapse to generate deadly pyrocltion flows

رطوبة سورتسيان وطباتماجات

وعندما تتفاعل الماما مع المياه الجوفية الأخرى، فإن بحيرة حفرة، أو مياه البحر، تنفجر نتيجة للتوسع السريع في البخار، وتشهد انفجارات سوتسيان، التي تسمى جزيرة سوتسي في أيسلندا، انفجارات عنيفة تخلق أكياس أو خواتم تاف، ويمكن أن تحدث نشاطاً عملياً في أي انفجار بركاني، وكثيراً ما تنتج رواسب تاتبية.

حالات الإرتفاع دون المستوى

إن حالات الإشعال التي تصيب الغلاسيين نادرة ولكنها تنتج سمات مميزة مثل التويا (البراكين المفخخة) والتفاعل مع الجليد يؤدي إلى سرعة تصفية الحمم وتوليد الفيضانات المميتة (جوكولهول) ومن الأمثلة على ذلك حدوث انفجارات في إطار غطاء ثلج فاتنايجول في أيسلندا.

عاملون في مجال مكافحة الإرتفاع

إن السمات المادية والأسلوب الإنفجاري للبركان غير مستقلين؛ إذ يتحكم فيها ثلاثة عوامل رئيسية هي: تركيبة الماما، والتقلبات المذوبة، ودرجة الحرارة، ويسمح فهم هذه العوامل لعلماء البركان بأن يُظهِروا سلوكاً من نوع الانفجار.

تشكيلة الماجما والفيسكوستي

وتعاني الماظير السلطية من انخفاض في سيليكا (نحو 45 إلى 52 في المائة) وتعاني من انخفاض في الحساسية، مما يسمح بالهرب بسهولة، مما يؤدي إلى حدوث انفجارات فعالة، وتصبح الماماشي الأنديزية والهيولية أغنى في سيليكا (حتى 75 في المائة) وأكثر وضوحاً، وكثيراً ما تكون غازات الشراك العالية في الارتداد، مما يؤدي إلى ضغوط داخلية ويؤدي إلى تفتت.

المحتوى من فولات

وتحتوي مجلة " ماما " على مياه مُنحلة، وثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت، وغازات أخرى، فبوصفها رماداً من الماجما، فإن انخفاض الضغط المكثف يتيح تكوين الفقاعات، وكمية هذه الفقاعات ومعدل التوسع فيها، تؤدي إلى الانفجار، وعادة ما يكون للبراكين في منطقة التخصيب (مثل البركان المُصّر) محتوى مائي أعلى من مُسبب لمدخلات المحيطية، مما يجعلها أكثر من المُتُتُتُهُتُتُتُتُتُتُهُهُهُهُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُ

معدل الإمداد والمقياس الجغرافي

والمعدل الذي يتم فيه توفير الماغما من العمق يؤثر على ما إذا كان الانفجار ثابتا أو متقطعا، إذ أن ارتفاع معدل الإمداد يجعل من النشاط الفعال إذا كان الغاز يمكن أن يتدهور، في حين أن انخفاض معدل الإمداد قد يتيح تشكيل قنبلة، كما أن قطرات القند والشكل يؤثران أيضا على التدفق؛ ويمكن أن تبرد قناة صغيرة وتزيد من الارتداد، مما يعزز إزالة المتفجرات.

آثار المخاطر على الهياكل البركانية والإطارات الإيثارية

وتُعرض مختلف السمات المادية والسلوك الثوري لمخاطر متميزة للسكان والهياكل الأساسية، وتتوقف استراتيجيات التأهب والتخفيف على رسم خرائط دقيقة للمخاطر ورصدها.

Lava Flows

وتنتج الاندلاعات الفادحة تدفقات من الحمم تدمر الممتلكات والأراضي ولكنها تبطئ الحركة ونادرا ما تُميت، وتشمل تدابير التخفيف حواجز التحويل والتخطيط الدقيق لاستخدام الأراضي، وقد دمر ثوران كلوي في عام 2018 مئات المنازل، ومع ذلك لم تحدث أي خسائر مباشرة من الحمم نفسه.

المتدفقات والحركات

وهذه المخلوطات الساخنة السريعة الحركة من الغاز والتفريغ هي أكثر المخاطر البركانية فتكا، وهي تحدث أثناء انفجارات متفجرة ويمكن أن تسافر بسرعة تزيد على 200 كيلومتر/ساعة، وتحرق كل شيء في مسارها، وتشكل التدفقات المطاطية خطرا كبيرا على الرافعات مثل مرابي، أونزن، ومونتسيرات، وقد أدى انفجار نفادو ديل روتيرو في كولومبيا في عام 1985 إلى ظهور ثلج مدمر صغير.

عشبشال وتفرا

ويمكن أن تغطي الشلالات مساحات شاسعة، مما يتسبب في مشاكل الجهاز التنفسي، وانهيار المنازل من الوزن، وتعطل السفر الجوي، وتلوث إمدادات المياه.() وتنشر ثورات الكبريتين الرماد على نطاق القارة - وتؤثر سحابة النتوب في عام 1991 على المناخ العالمي.() وتساعد نظم الرصد المستمر والإنذار المبكر على تخفيف آثار الرماد.

الغازات البركانية

أما ثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكربون وفلوريد الهيدروجين فقد انبعث خلال الانفجارات ومن خلال البغاوات، فثاني أكسيد الكربون أثقل من الهواء ويمكن أن يتراكم في الكساد، ويخنق الناس والحيوانات، وفي جبل ماموث، كاليفورنيا، تشكل مناطق الكبشجرة دليلا على انتشار انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وتوفر شبكات رصد الغاز إنذارات المبكر لحركة الماغما.

لاهار

إن الزهرات الطينية البركانية هي رماد وحطام مختلط بالماء، ويمكن أن تنجم عن هطول الأمطار في التفريغ السائب، أو عن تآكل الثلج والجليد أثناء انفجار، وقد نجمت مأساة أرميرو في كولومبيا في عام 1985، التي قتلت 000 23 شخص، عن طريق مأساة من نيفادو ديل رويز، ورسم خرائط مسار إيكات إيهار الدقيقة ونظم الإنذار تنقذ الأرواح.

تسونامي

كما أن الانهيار البركاني أو انفجارات المياه الجوفية يمكن أن تولد أمواج تسونامي، وقد أدى انفجار كراكاتوا في عام 1883 إلى حدوث أمواج تسونامي تسببت في مقتل 000 36 شخص، كما أن أحداث كالديرا - كولابيس، مثل ثورة السنتوريني في برونزي، قد أنتجت موجات ضخمة، كما أن المجتمعات الساحلية القريبة من البركانات النشطة تتطلب تقييمات للمخاطر وطرق الإجلاء.

رصد الآثار المادية للبراكين النشطة

ويعتمد علم البركان الحديث على مجموعة من الأدوات لتتبع التغيرات في الهياكل والسلوك البركاني، ويكتشف الرواسب الخنادق وأحزام الزلازل التي تشير إلى حركة الماما، وتقيس المسافات ومحطات النظام العالمي لتحديد المواقع التحلل الأرضي - التضخم أو الانكماش في نشاطات الحجرات المغنطيسي، وترصد المطيفات الغازية والكاميرات الحرارية الانبعاثات وسواتل التدفق الحراري.

وقد أسفر الرصد الطويل الأجل في بركان مثل كيكيلاوي، ومونت سانت هيلينز، وإتينا عن بيانات مفصلة تربط بين التغيرات الهيكلية وعمليات الانتقال الثورية، وعلى سبيل المثال، فإن بداية نمو القبة في جبل سانت هيلينز يسبقها حروب زلزامية وزيادة انبعاثات الغاز، ويسمح فهم هذه العلاقات للعلماء بإصدار إنذارات في الوقت المناسب.

خاتمة

إن الملامح المادية للبراكين النشطة - مخروطها، وأجهزة التنفيس، والسباكة الداخلية - ترتبط ارتباطا وثيقا بالأسلوبات الثورية التي تظهرها، ومن المنحدرات الرقيقة من البركانات الدروعية إلى المزلاجات الراقية الحاد من الفولطوق، فإن كل هيكل يروي قصة سلوك مغناطيسي، وظهور كتلة، وتاريخاً مؤثراً في التأثيرات التأثير.

Further reading:] The USGS Volcano Hazards Program]] provides real-time data and educational resources. For a global perspective, the Smithsonian’s Global Volcanism Program maintainstion weekly activity reports and er.