الفيزيائيات البركان: من كراترز إلى سفاح لافا

The Physical Features of Volcanoes: From Craters to Lava Flows

إن البراكين من بين أكثر أشكال الحرارة الداخلية و النشاط التكتوني دينامية وظهوراً، وهذه الهياكل الجيولوجية التي ترتفع من مذبحة الأرض عبر القشرة وثورات البولنج على السطح، مما يخلق مجموعة متنوعة من أشكال وملامح الأرض، وعلى الرغم من أن كل بركان فريد من نوعه في شكله وسلوكه، فإنها تتقاسم مجموعة من الملامح الطبيعية التي يستخدمها علماء الجيل لتصنيف النشاط.

هذه المادة تعرض فحصا شاملا للعناصر المادية الرئيسية للبراكين، بما في ذلك الحفر، وتدفقات الحمم، والهبات، والكالدراس، وهضبة الحمم، والملامح الإضافية مثل أنابيب الحمم، ودميات البركان، والزيارات، وودائع التفريغ، والبوماروول، ويساعد فهم هذه الملامح العلماء على تفسير العمليات البركانية وتقييم المخاطر، مع توفير رؤية عن تطور الأرض.

المقاتلون: الكساد في مؤتمر القمة

إن الكرات من بين أكثر الملامح التي يمكن التعرف عليها وخصائص البركان، وهذه الاكتئاب التي عادة ما تكون على شكل سلطان أو على شكل نسيج، تقع عادة في القمة، وإن كانت يمكن أن تحدث أيضا على ذباب بركانية، وتختلف الخصيتين كنتيجة مباشرة للثورات المتفجرة التي تفجر الصخر والحطام أو من خلال انهيار المخروط البركاني عندما ينسحب أسلوب المغنط من الركيزة التي تحتها.

عمليات الاستمارة

إن الانفجارات المتفجرة تولد الرافعات عن طريق قذف الغاز المثقب بدافع عنيف وتشتت الصخرة المحيطة، وتنجم عن هذه العملية اكتئاب حول الفتحة، يتسع في كثير من الأحيان مع كل ثورة، ويصبح تشكيل الحفر المتفجرة شائعا في الفول السوداني، حيث تنتج عظمات متتالية غنية بالغاز وصخرة من الانفجارات التي تمزق القمة.

الإدمان على المهبل والأمثلة البارزة

وتتراوح السامرات من بضعة عشرات من المترات إلى أكثر من كيلو متر، في حين أن الأعماق يمكن أن تتفاوت من حوادث ضحلة إلى حفر عميقة جداً، حيث أن محرك قمة جبل سانت هيلينز في الولايات المتحدة هو كساد مفتول على شكل حصان، يُشكل أثناء انفجاره المأساوي في عام 1980، ويكشف عن سعة التدمير.

وتملأ بعض الحفر جزئياً بالماء أو الجليد، وتؤثر على شكلها وهيدرولوجيتها، وتميز إيجافجالوكول في أيسلندا بضلع كراتر على قبعة الجليد، مما قد يؤدي إلى انفجارات محركة بالبخار متفجرة عندما تتفاعل الماما مع المياه المميتة، وتحتوي البحيرات الكزازية، مثل بحيرة كريتر في أوريغون، وتملأ الكوادر الحرارية، وتصبح هامة.

كما أن المصابون بداءات البركانية هم أيضاً نقاط مراقبة حرجة لعلماء البركان، حيث إن رصد انبعاثات الغاز من البغاوات داخل الحفر، ودرجات حرارة البحيرات البركانية، والتغيرات في سرطان السرطان، يوفر علامات إنذار مبكر للاضطرابات البركانية، وعلى سبيل المثال، فإن التباينات في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت أو النشاط السيزمي في أسفل الحفرة يمكن أن تدل على حركة الماكما واحتمال حدوث اند.

مدافن لافا: ريفرز مولتن روك

إن تدفقات لافا هي تيار من الصخور المزروعة من مهب بركاني أثناء انفجارات فعالة أو متفجرة متوسطة، حيث تتدفق الحمم عبر السطح، تبرد وتثبت وتتراكم وتبني أشكال جديدة من التراب وتعيد تشكيل المناظر الطبيعية، ويتحكم في سلوك تدفقات الحمم - بما في ذلك سرعة وطولها وسماكتها ودرجة حرارة السطح - في المقام الأول في معدلات الغسيل.

طراز Lava وتدفق Behavior

وتتجه الحمى الباسطية، التي هي منخفضة في سيليكا ولديها حساسية منخفضة، إلى التدفق السريع ويمكن أن تسافر عشرات الكيلومترات من مصدرها، وتبني هذه التدفقات عادة براكين دروع واسعة النطاق ومتطورة وواسعة النطاق، وتتوزع في أغطية رقيقة، وفي هاواي، يُعترف بأن نوعين رئيسيين من تدفقات الحمم البسالة: [FLT: سائل](أ)

إن المزيد من الحمم الغنية بالسيليكا، مثل الأنديز والهيوليت، أكثر وضوحاً وتدفقاً بطيئاً، وبدلاً من أن تنتشر على نطاق واسع، كثيراً ما تهتز هذه الحمم بالقرب من الفتحة لتشكل دواماً حادة الجانب أو تدفقات سميكة وشديدة التقلب، كما أنها تحشر الغازات، مما يزيد من احتمال حدوث انفجارات متفجرة.

طوابق الإشعال و الديناميكية المتدفقة

إن أسلوب الانفجار يؤثر تأثيرا كبيرا على خصائص تدفق الحمم، إذ أن الانفجارات التي تُحدث على شكل هاواي تنتج نوافذ ثابتة للحمى تغذي مسارات واسعة النطاق من الحمم، قادرة على الوصول إلى المحيط وخلق أرض جديدة، وتنجم عن الانفجارات الجامدة في كثير من الأحيان انفجارات متقطعة من سلالات الحمم، مثل السكوريا والقنابل، التي تتراكم حول الفتحات الناشئة.

ويعتبر فهم ديناميات تدفق النفايات أمرا حيويا لتقييم المخاطر البركانية والتخفيف من المخاطر، إذ يستخدم العلماء البيانات الطبوغرافية، وتاريخ الانفجار، وعلم الترقوة لنموذج مسارات التدفق المحتملة، والتنبؤ بالمناطق المعرضة للخطر، فعلى سبيل المثال، خلال ثورة كلويا في عام 2018، ساعدت نماذج حاسوبية مفصلة على التنبؤ بمسارات تدفق الحمم، وبثّة عمليات الإجلاء في الوقت المناسب، والتخطيط لاستخدام الأراضي.

Lava Flow Landforms

Repeated lava flows over time create distinctive landforms. Lava plains] arise when large volumes of low-viscosity lava spread out over extensive regions, burieding preexisting terrain under fish basaltic layers. Lava plateaus plain are stepped

(أ) أنبوب (لافا) ملامح بارزة تُشكَّل عندما يبرد سطح تدفق النفايات ويُصطنع، ويُزرع الحمّامات التي لا تزال مُنْحَلة، والتي لا تزال تتدفق عبر قنوات طبيعية، ويمكن أن تكون هذه الأنابيب مُتسعاً ويمتدّها لكثير من الكيلومترات، كما أن أسطح بعض الأنابيب التي تُشعلها في أضواء الحرقة، تُحدث انهيارابيب، تُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتَتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتَتَتَتَتَتُتَتَتُتَتَتَتُتَتَتَتَتَتُتَتَتَتَتَتَتُمُمُتَتَتَتُتَتَتَتَتَتَتَتَت

المواضع: افتتاحيات الإرضاء

فتحة التهوية على سطح الأرض التي تهرب منها الماما خلال ثورة، تتفاوت البقعة من مدخنة مركزية واحدة إلى شبكات واسعة من النسيج والكون، فكلما انفجرت، يمكن للفتحات أن تتطور، تتسع بسبب التآكل، وتتحول إلى حيلة صلبة، أو تدفن في درّبات الكبريت.

Central Vents vs. Fisssure Vents

ومعظم الفولطوريات تتميز بفتحة مركزية تغذي محرك القمة، غير أن العديد من الانفجارات تحدث أيضاً من ] أو فتحات تنقية أو مواقد طفائية، وهي فتحات فرعية مرتبطة بالتدفقات الرئيسية من الماغي الجانبية.

]Fissure vents] are linear fractures that may extend for hundreds of meters or even kilometers, they are common in rift zones such as Iceland’s Mid-Atlantic Ridge and the East African Rift and when a fissure erupts, it can produce an impressive curtain of fire-continuous lava.

نافورات وزوارق من طراز Lava

Lava fountains] occur when gas-rich magma is ejected forcefully from a vent but not explosively enough to fragment into fine ash. The molten blobs and clots accumulate around the vent, welding together to form ]spatter cones[FureT:3]

كوادر الكولاتة العملاق

كالديراس كساد كبير و على شكل أحواض من الحوض الذي يُشكل عندما تفرغ غرفة الماجما تحت بركان جزئياً أثناء انفجار هائل، مما يتسبب في انهيار الصخرة المفرطة في الفضاء المُجلى، فالكالديرا أكبر بكثير من الحفر، حيث يقاس عادة عدة كيلومترات في القبور، ويمكن أن يُفجّأ تشكيلها خلال حدث كارثي واحد أو تدريجي من خلال سلسلة من الانهارات الأصغر.

أنواع كالديراس

ويميز علماء الفولكان بين نوعين رئيسيين من أنواع العجلات: عجلات التمرد و] عجلات التصفيق .

ويستضيف العديد من بحيرات العجلات البحيرات الكبرى، مثل بحيرة الكراتر في أوريغون، التي تحتل الاكتئاب الذي خلفه انفجار جبل مازاما منذ حوالي 700 7 سنة، وكثيرا ما تكون لهذه البحيرات نظم إيكولوجية فريدة ويمكن أن تكون مواقع للنشاط الحراري المائي.

عمليات التأشيرات في شكل كالديرا

إن ثورات التأشير على أساس التلألؤ هي من بين أقوى الأحداث البركانية المسجلة على الأرض، ويمكن أن تثور أحجاما تتجاوز 100 كيلومتر مكعب من المواد، تنتج صحائف إغنمبيرية واسعة وودائع من السقوط على نطاق واسع، ومن الأمثلة التاريخية ثورة سانتوريني في اليونان التي أحدثت آثاراً شديدة على الحضارة المينية، واندلاع تامون 1815.

Lava Plateaus: The Accumulation of Thick Flows

إن هضبة لافا واسعة النطاق ومسطحة نسبياً إلى مناطق متخلفة برفقة، مُنشَّاة بتراكم العديد من تدفقات الحمم المتعاقبة على فترات طويلة، وخلافاً للبراكين الدروعية، التي تُدمَر، فإن هضبة الحمم تُظهر أفقاً أو طبقة مُتطاة من المورف، وهي عادة تشكل كميات كبيرة من الحمم البازجة ذات النسيج المتدنية من النسيج، وتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتَتَتُتُتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَ

مساحات الفيضان القاري

The mostknown examples of lava plateaus are continental flood basalt provinces, such as the Columbia River Basalt Group in the Pacific Northwest of the United States, the ]Deccan Traps in India, and the Siberian Traps

فعلى سبيل المثال، اندلع حوض نهر كولومبيا منذ ما بين 17 و 6 ملايين سنة، حيث دفن أجزاء كبيرة من واشنطن وأوريجون وأيداهو تحت طبقات البصلية السميكة، وبالمثل، فإن مراكب ديككان، التي شكلت قبل حوالي 66 مليون سنة، ترتبط ببعض العلماء بالتغيرات البيئية التي ساهمت في حدث الانقراض الجماعي الذي أباد الديناصورات.

كما أن هضبة لافا شائعة في قاع المحيط حيث تغطي المقاطعات الكبيرة الشاذة مثل أونتونغ جافا مناطق شاسعة، وتؤثر هذه التشكيلات على أنماط كيميائيات المحيطات وتداولها، وكثيرا ما يتزامن تشكيلها مع تغيرات بيئية عالمية هامة.

رسوم إضافية: لافا دوميس، تيفورا، وفومارولي

لافا دوميس

تُشكل دُمى لافا عندما تُفرَق بخارٍ مُتَنَقِف مثل السدّي أو الهجائي ببطئ من فتحة التهوية، تُرفع فوق المصدر بدلاً من أن تتدفق بعيداً، ويمكن أن تنمو هذه الدوافع بالتضخم الداخلي، أو بتفجير العمود الفقري أو الفصائل، أو بالإنهيار، ثم تُفجِّرُ الدوافعَةَةَ في كثير من النسيج.

ومن الأمثلة البارزة على ذلك القبة التي لا تزال سائدة في جبل سانت هيلينز، التي نمت لسنوات بعد انفجار عام 1980، ومجمع القبة الذي طال أمده في بركان سانتا ماريا - سانتياغيتو في غواتيمالا، حيث يتم رصد نمو وانهيار دوريات الحمم رصداً دقيقاً لأنها يمكن أن تشير إلى تصاعد الاضطرابات البركانية.

الإيداعات الرافعة والبيروكسي

وتنتج ثورات بركانية ليس فقط تدفقات الحمم بل أيضا مواد مجزأة تعرف جماعيا باسم tephra]، وتشمل هذه الرماد (الجسيمات التي تقل عن 2 مم)، والرقيق (2-64 مم)، والقنابل أو القطع (أعلى من 64 مم)، وتُطرح هذه الشظايا في الغلاف الجوي أثناء الانفجارات وتستقر حول التوابل.

إن التدفقات البتروكية هي تيارات سريعة الحركة، وتيارات التلال الأرضية من الغاز الساخن والرماد، والحطام البركاني الذي يمكن أن يسافر بسرعة تتجاوز 100 كيلومتر/ساعة، وهي من أكثر الظواهر البركانية تدميرا، قادرة على تدمير المناطق التي تبعد أكاذيب من البركان.

الوقود والخصائص الحرارية المائية

Fumaroles] are vents that emit steam and volcanic gases such as water vapor, carbon dioxide, sulfur dioxide, and hydrogen sulfide. They commonly occur around craters, on volcanic flanks, or within calderas and indicate active hydrothermal systems where groundwater interacts with hot rock.

وكثيرا ما تُودع البلورات ذات الكبريت الملونة في درجة الحرارة العالية بلورات الكبريت الملوّنة وتتسبب في تغيير الصخور المحيطة إلى قطعان ومعادن أخرى، ويعد رصد تركيبات الغاز البفلوري ودرجات الحرارة وسيلة أساسية للتنبؤ بالثوران البركاني، حيث أن التغيرات في انبعاثات الغاز كثيرا ما تسبق النشاط الثوري.

خاتمة

إن الملامح المادية للبراكين - من محركات القمة وتدفقات الحمم إلى كتل شاسعة وهضبة واسعة النطاق من الحمم - هي سجلات ملموسة للعمليات الداخلية الدينامية للأرض، وكل سمة تعكس تفاعلا معقدا بين تركيبة الماجما، وأسلوب الإنفجار، والإطار التكتوني، وتكشف عن الرؤى في تاريخ البركان والنشاط المستقبلي المحتمل، وبدراسة هذه الملامح بالتفصيل، يمكن للعلماء أن يفهموا المخاطر السطحية على نحو أفضل.