Unique لاندفورمز البركانية: كالديرا، لافا بلاتاو، ومزيد

هذه الهياكل المتنوعة تم خلقها من خلال عمليات بركانية مختلفة ولعب أدواراً حاسمة في تشكيل المناظر الطبيعية و التأثير على النظم الإيكولوجية و توفير البصيرة لداخل كوكبنا الدينامية من اكتئاب واسع النطاق على شكل أحواض كبيرة إلى ملامح واسعة النطاق

ما هو كالديرا؟

الكالسلة هي كحلبة كبيرة مثل القدّاس التي تُشكّل بعد فترة وجيزة من تفريغ حجرة الماما في ثورة بركانية، هذه الكساد البركاني الكبير على شكل البولنج هي أكثر من كيلومتر واحد في قطرها و مُشوّه بوشاح مُشوّفة، مصطلح "كالديرا" يأتي من الإسباني، بمعنى "البوتة الغامضة" أو "الشوّة"

كيف شكل كالديراس

وينهار السطح الأرضي في غرفة الماما المفرغة أو المفرغة جزئيا، مما يترك كسادا كبيرا على السطح قد يكون له قطر من عشرات الكيلومترات، وعلى الرغم من أنه يوصف أحيانا بأنه حفرة، فإن السمة هي في الواقع نوع من الحفرة المغرقة، لأنها تُشكل عن طريق التخريب والانهيار بدلا من الانفجار أو التأثير.

شكل كالدراس الملتوي عندما تفرغ حجرة كبيرة من الماما بواسطة ثورة بركانية أو حركة ماجما تحت السطح والصخرة غير المدعومة التي تشكل سقف غرفة الماما ثم تنهار لتشكل حفرة كبيرة وتختلف هذه العملية اختلافاً جوهرياً عن تشكيل الحفرة حيث يتم طرد المواد من فتحة بركانية

حجم وحجم كالديراس

ويمكن أن تخلق الانفجارات البركانية، حسب شدتها ومدتها، عجلات تصل إلى 100 كيلومتر (62 ميلا) واسعة، وهذه السمات متغيرة جدا في الحجم، تتراوح بين 1 و 100 كيلومتر في قطرها، وتمثل أكبر سعرات على الأرض، مثل اليلوستون وتوبا، بعضا من أكثر الهياكل البركانية اتساعا على الكوكب.

إن تشكيلة من نوع كالديرا حدث نادر، لا يحدث إلا بضع مرات في نافذة معينة تبلغ 100 سنة، ومن المعروف أن تسعة انهيارات في شكل عجلات قد حدثت بين عامي 1911 و 2022، حيث انهار كالديرا في كِيْلاوا، هاواي، في عام 2018، وهونغا تونغا - هينغا هارفاي في عام 2022، وكان آخرها.

أنواع كالديراس

ويمكن تصنيف كالديراس إلى عدة أنواع متميزة استنادا إلى آليات تشكيلها ونوع البركان المعني.

Crater-Lake Calderas

"العجلات المُتفجرة" "تُنتج عن انهيار "السلفانو" بعد ثورة "بلينيان" أكثر أنواع الانفجار البركانيّة التي تُطلق كميات هائلة من الحمّام والرماد البركاني والصخور، وغالباً ما تملأ هذه العجلات الماء عبر الزمن" "تُخلق بعض أعمق وأعظم البحيرات في العالم"

لقد شكل بحيرة الخضر منذ حوالي 700 77 سنة عندما قام ثوران بركاني ضخم من جبل مازاما بإفراغ حجرة كبيرة من الماما تحت الجبل، وهى الصخرة المكسورة فوق حجرة الماما لإنتاج حفرة ضخمة على مسافة ستة أميال عبرها، بقرون من المطر والثلج تملأ الكاليديرا، مما خلق بحيرة كريتر، بعمق عمق تبلغه 1949 (متر)

Shield Volcano Calderas

ولا تنتج عجلات بركانية الدروع عن انفجارات متفجرة منفردة، بل تخفّض بدلا من ذلك في مراحل تدريجية، بسبب إطلاق السوائل من الحمم، وهو إطلاق أقل انفجارا من الحمم المعروف بـ " نافورة الحمم " ، وهو سمة من البراكين الدروع، حيث يُطلق البركان دوريا السلم، ينتج عنه حواجز مضجرة أو مُعَلة بدلا من مقياس كبير.

موكو إيوايو، الكالسديرا في مؤتمر قمة ماونا لوا على جزيرة هاواي الكبيرة، هي في الواقع تتألف من ثلاثة اكتئاب مميزة تتداخل، وفي المجموع، يوجد في مجمع كالديرا مساحة تبلغ حوالي 15 كيلومترا مربعا (ستة أميال مربعة) وتبلغ عمقها 180 مترا (600 قدما).

Resurgent Calderas

إن العجلات الرجعية هي أكبر هياكل بركانية على الأرض وترتبط بالثوران الهائل لتدفقات الكبريت الكروية الهائلة، على نطاق لم يُلاحظ بعد في الأوقات التاريخية، حيث يتراوح عدد المشاهدين بين 15 و 100 كيلومتر، وتصل العجلات التصاعدية إلى قزم من نوع كريتر - لايك.

هناك ثلاثة عجلات تصاعدية في الولايات المتحدة تقل عن 1.5 مليون سنة - فاليس كالديرا في نيو مكسيكو، وطول فالي كالديرا في كاليفورنيا، وكالدرا في ويومينغ، وعندما انفجرت يلوستون كالديرا قبل نحو 650 ألف سنة، أطلقت حوالي 000 1 كيلومتر3 من المواد (كما قيست في كثافة من مكافئات الصخور) تغطي جزءا كبيرا من أمريكا الشمالية.

أمثلة رائعة على كالديرا حول العالم

وقد اكتسبت عدة كوادر اعترافا دوليا بسبب حجمها أو جمالها أو أهميتها الجيولوجية، ومن الأمثلة البارزة الأخرى ما بعد بحيرة كريتر ويلوستون:

• La Garita Caldera in the San Juan Mountains of Colorado, where the 5,000 cubic kilometres (200 cu mi) Fish Canyon Tuff was blasted out in eruptions about 27.8 million years ago.
• توبا كالديرا البالغ من العمر 000 74 سنة في جزيرة سومطرا الإندونيسية، أصغر سعرات العجلات المتجددة.
• جزيرة فرناندينا في جزر غالاباغوس، وهي أكثر الجزر نشاطا بركانيا في السلسلة، التي لديها خط حراري عميق يقيس 4 - 6.5 كيلومترا (2.5-by-4 ميل).
• جزيرة ديفيون، الواقعة قبالة ساحل أنتاركتيكا، حيث شهد بركان ديستيون ثورة عنيفة قبل نحو 000 10 سنة مما تسبب في انهيار وفيضان مؤتمر القمة الذي عقدته مع مياه البحر، وشكّل خطا على بعد سبعة كيلومترات (4.4 أميال) على نطاق واسع، مما يعطي الجزيرة شكلها الفريد من نوعه من الخيول، الذي يفتح أمام البحر عبر قناة ضيقة.

The Power of Caldera-Forming Eruptions

إن ثورات التأشيرات على شكل كالديرا هائلة حقا، وهي أوامر تفوق حجم ثورة جبل سانت هيلينز في عام 1980، وتتراوح الانفجارات المتفجرة التي ترافق انهيار الكالسلة بين 6 و 8 في منطقة في فيجي، حيث أن الثورات 8 في الفرن هي ثورات خارقة مثل تلك التي حدثت في يلوستون 2-1 و 0.64 مليون سنة مضت.

إن ثورة الحرق المسببة للقلب هي أكثر أنواع الانفجار البركاني تدميرا، كما أنها تغير بصورة دائمة بيئة المنطقة المحيطة بها، ويمكن الشعور بالآثار البيئية والمناخية لهذه الاندلاعات على الصعيد العالمي، مما يؤثر على أنماط الطقس والزراعة والنظم الإيكولوجية لسنوات أو حتى عقود بعد وقوع الحدث.

Lava Plateaus: Vast Volcanic Landscapes

إن هضبة لافا تُشكل بواسطة حمى سائلة جداً أثناء العديد من الإنفجارات المتتالية من خلال العديد من المنافذ بدون انفجارات عنيفة (انفجارات السائل)

آليات التشكيل

وهذه الاندلاعات هادئة بسبب انخفاض درجة الارتداد في الحمم وصغر كمية الغازات المحصورة، وقد تُتفجر تدفقات الحمم الناتجة عن ذلك من الخيوط أو الشواطئ الطينية أو الانفجارات البركانية الضخمة من خلال سمات متعددة من سمات الحقبة السابقة للتاريخ التي تنتج فيضانات ضخمة.

هذا الحمم السائل جداً يمكن أن ينتشر في الأفق لمئات الكيلومترات من مهبه المصدر، يغطي مناطق عشرات الآلاف من الكيلومترات المربعة، وتشكل الانفجارات المتعاقبة تراكماً سميكاً للتدفقات الأفقية تقريباً، تدحرج في تعاقب سريع على مناطق شاسعة، تغرق سطح الأرض باللافيا على نطاق إقليمي.

إن تدفق النسيج هو ببساطة تدفق من الحمم ينبع من غسيل ممتد (في حالات كثيرة، أو خطأ أو كسور آخر) ويتدفق بسرعة إلى أي من الجانبين، وبدلا من كون بركاني، تنتج هذه العملية صحائف أفقية من الحمم البساليكي التي يصعب في نهاية المطاف تكوين طبقة من الصخور البصل الأسود.

الخصائص والمسائج

وقد تحتوي مقاطعة واحدة من مناطق الفيضان على مئات الآلاف من الكيلومترات المكعبة من البصل التي تنفجر على أقل من مليون سنة، حيث تثور أحداث فردية في كل منها مئات الكيلومترات المكعبة من البصل، ويمكن أن يغطي تدفق واحد عشرات الآلاف من الكيلومترات المربعة ويصل إلى 100 متر سميك أو أكثر، مع تراكم كامل من ألياف العجين في المناطق المربعة.

إن السمك الكبير للتراكمات البسالة، التي غالبا ما تتجاوز 000 1 متر (3,000 متر)، يعكس عادة عددا كبيرا جدا من التدفقات الرقيقة، متفاوتة في سميكة من متر إلى عشرات متر، أو أكثر من ذلك نادرا إلى 100 متر (330 قدما)، وقد يكون تدفق البصل الأغبى في العالم هو تدفق غرينستون من شبه جزيرة كيفينو في بحيرة ميتشيغان، الولايات المتحدة، التي تبلغ مساحتها 600 متر.

كيف يسافر (لافا) هكذا تداعيات كبيرة

ومن أكثر الجوانب شيوعاً من الصابورة الفيضانية كيف يمكن لللافا أن تسافر هذه المسافات الاستثنائية بينما تبقى سائلاً كافياً للانتشار عبر مناطق شاسعة.

ومن المرجح أن تنتشر الحمم نتيجة لعملية تضخم تحرك فيها الحمم تحت قشرة صلبة تزرع فيها، وتبقيه حارا ومتنقلا، وتظهر دراسات تدفق نهر غينغو إلى منطقة نهر كولومبيا، التي تتراوح بين 30 و 70 مترا (98 إلى 230 قدما) سميكة، أن درجة حرارة الحمم انخفضت بمقدار 20 درجة مئوية فقط (68 درجة مئوية) على مسافة 500 متر.

Major Lava Plateau Examples

Columbia River Plateau

أما منطقة قاعات الفيضانات المعروفة في أمريكا الشمالية فهي منطقة نهر كولومبيا في واشنطن وأوريجون في شمال غرب الولايات المتحدة، حيث تقل فترة الفيضانات عن مليوني سنة (الأسواق الجيولوجية) بين 17 و 15 مليون سنة، تفجرت تدفقات البصل التي تغطي أكثر من 000 220 كيلومتر مربع (بمتوسط 942 84 ميلا مربعا) من الأراضي إلى الأعماق حتى 10 أميال).

إنّ فيضان (كولومبيا) فيضانات (بلاتاو) مثال ملحوظ على "مقاطعة (لاغر) الكبيرة حيث تنفجر أحجام كبيرة من الـ(باسالت) على مدى فترة قصيرة نسبياً من الزمن، مع إنفجار كمية كبيرة من الحمم البساليكي الذي يتدفق من سطح الأرض.

مقذوفات الديسكان

أما مقاطعة الزهرة الداكنة الأكثر كثافة فهي نتيجة لتفاعل الغلاف الجوي الهندي مع البقعة الساخنة لم الشمل (التي أصبحت الآن تحت جزيرة ريونيون) وتتكون منطقة لوحات الفيض الفيض في ديككان من أكثر من 6500 قدم (أكثر من 2000 متر) من تدفقات الحمم البسالة المسطحة وتغطي مساحة تبلغ حوالي 000 200 ميل مربع.

Siberian Traps

حتى أكبر هو حقل الفيضان في روسيا الذي يُدعى (سيبيريا) الضخم، هذه المقاطعة الضخمة من فيضان البحر هي واحدة من أكبر المعالم البركانية المعروفة على الأرض، وقد تم ربطها بتغيرات بيئية كبيرة في الماضي الجيولوجي للأرض.

Connection to Hot Spots and Mantle Plums

وترتبط مناطق كبيرة من العجلات الفيضانية عموما ببقع ساخنة من المانتيل، وفي حالة طلة كولومبيا، ترتبط بنقطة يلوستون الساخنة، التي ينتج أثرها من أوريغون إلى ويومنغ قشرة نهر سنيك، وتتكون صحون البدائيات من مشهد مائي مكثف ومكثف من تدفقات النفايات التي تنفجر من ألياف أحادية مبعثرة.

Environmental Impact of Flood Basalts

واستنادا إلى انخفاض معدلات الانفجارات في السنوات القليلة الماضية، نعرف أن البصليات الفيضانية تمثل معدلات عالية الشذوذ البركاني، لأنها تبدو وكأنها تزعج نظام الأرض الكهرمائي، وانفجارات العجلات القارية التي تتحول إلى الغلاف الجوي عندما تنفجر، ترتبط بانقراضات النظام الإيكولوجي الجماعي.

الدرع البركاني: الجيلاتين

البركان الدرع من بين أكبر البركانات على الأرض، التي تتميز بصورها المتطورة الوفيرة اللطيفة التي تشبه درع المحاربين الملقى على الأرض، هذه الهياكل الضخمة مبنية بالكامل تقريباً من تدفقات الحمم السوائل التي تنتشر في جميع الاتجاهات من فتحة مركزية أو مجموعة من المنافذ.

الاستمارة والمعاملات

البراكين الدروعية تُشكل من ثورة الغلاف البصلي المنخفض التحلل الذي يتدفق بسهولة عبر السطح، خلافاً للثورانات المتفجرة المرتبطة بالفولكانيات الدروعية، تنتج البراكين عادةً ثورات لطيفة نسبياً، وفعّالة، وتنتشر موجات الحمم في أغطية رقيقة، وتُنشئ ملامح واسعة النطاق للبراكين عبر الزمن.

إن منحدرات البركان الدروع هي عادة رقيقة جدا، وكثيرا ما تتراوح بين درجتين وعشر درجات فقط، وهذه المنحدرة النبيلة هي نتيجة مباشرة للطبيعة المتدفقة للحفرة البسالة، التي يمكن أن تقطع مسافات كبيرة قبل التوطيد، وتخلق الطبقات المتكررة لهذه التدفقات من الحمم الرقيقة شكل الدرع المميز.

أمثلة بارزة على البركان

إن جزر هاواي تقدم بعض أكثر الأمثلة شهرة على البركانات الدروعية، أما ماونا لوا وماونا كيا في جزيرة هاواي الكبيرة فهي من أكبر بركان الدروع على الأرض، وعندما تقاس هذه البركان من قاعتها على أرض المحيط إلى مؤتمر القمة، فإنها أطول من جبل إيفرست، مما يجعلها بعض أكثر الجبال كثافة على الكوكب.

(كلاوي) أيضاً في جزيرة (بيج) هي واحدة من أكثر البركانات نشاطاً في العالم وقد تدختر باستمرار تقريباً لعقود، فثوراتها المتكررة توفر للعلماء فرصاً قيّمة لدراسة العمليات البركانية وسلوك تدفق الحمم في الوقت الحقيقي.

فولكان الدروع الدرعية خارج الأرض

البركان الدروع ليست فريدة من نوعها في الأرض، إنّه أكبر بركان درع معروف في النظام الشمسي، حيث يرتفع بحوالي 22 كيلومتراً ويمتدّ حوالي 600 كيلومتر في قطرها، ويعود الحجم الهائل لبراكين الدروع المريخية جزئياً إلى انخفاض جاذبية الكوكب والافتقار إلى مصادر التكتون التي تسمح للطيور المغناطيسية بالبقاء على فتراتها.

Stratovolcanoes: Composite Cones

إن الفولاذية الستراتوبيلية، المعروفة أيضاً باسم البركانات المركبة، هي مقطورات متماثلة من جانبها، مبنية من طبقات متغيرة من تدفقات الحمم، والرماد البركاني، والقناص، وغيرها من الحطام البركاني، وهي البركانيات التقليدية التي يتصورها معظم الناس عندما يفكرون في الجبال البركانية.

الهيكل والتشكيل

وينتج الهيكل المميز للفولكان المطلي على طبقة مميّزة عن أنواع الثوران المتناوبة، وأثناء الانفجارات المتفجرة، يقذف البركان بالرماد، والصدر، وشظايا الصخور التي تعود إلى الأرض وتتراكم حول التهوية، وقد تحدث بين الأحداث المتفجرة، تدفقات من الحمم السوائل، مما يضيف طبقات من الحمم الصلبة إلى المظاهر المتنامية.

وتتكون الفولكان الخرساني عادة من حدود لوحات متطابقة، حيث توجد خط فرعي واحد من صفائح التكتون تحت خط آخر، حيث تنخفض اللوحة الفرعية إلى المناشف، وتطلق المياه وغيرها من التقلبات التي تقلل من نقطة الانصهار في صخرة المناورة المفرطة، وتولد هذه العملية مغناطيسا أكثر وضوحا وثراءا بالغاز من المغناطيس البصلطي الذي يغذي الدروع.

طوابق الإرغام

إن الفولاذية البلاستيكية قادرة على إنتاج بعض من أكثر الانفجارات عنفاً وتدميراً على الأرض، والارتجاج العالي لغازات الفخاخ المغنمة، وبناء ضغط هائل يمكن أن يؤدي إلى انفجارات متفجرة، ويمكن لهذه الانفجارات أن تنتج تيارات من الغاز الساخن والبركانية ذات المحرك الحاد والتي تخترق منحدرات البركان بسرعة تتجاوز 100 كيلو متر.

ويمكن أن يختلف أسلوب الانفجار اختلافا كبيرا حتى في إطار سلالة واحدة، وقد تكون بعض الانفجارات نوعا ما من تدفقات الحمم، بينما يمكن أن تكون أخرى أحداثا متفجرة كارثية تدمر المناطق المحيطة بها، كما أن ثورة جبل سانت هيلانز في ولاية واشنطن في عام 1980، وانفجار جبل بيناتوبو في الفلبين في عام 1991، هي أمثلة حديثة على القوة التدميرية للثوران السلتوكسيكي.

المذابح الشهيرة

العديد من الجبال الأكثر تشوقاً في العالم هي الفولكانيون المتحركون في اليابان مع كونه غير متماثل تماماً ربما يكون أكثر من غيره من نوعه

منطقة "إشعال النار" حول المحيط الهادئ تحتوي على أغلبية الفولكان الأرضي، هذه المنطقة من النشاط البركاني والسيزمي المكثف تتبع حدود منطقة المحيط الهادئ حيث تخلق مناطق الإقلاع الشروط اللازمة لتشكيل السلتورو

المار: المفرقعات المتفجرة

إن الماريس ضحلة، وأجهزة بركانية واسعة النطاق تشكلها انفجارات متفجرة تحدث عندما يتصل ارتفاع الماجم بالمياه الجوفية أو المياه السطحية، وكثيرا ما تكون هذه المنافذ المميزة مليئة بالمياه، مما يخلق البحيرات الدائرية التي يمكن أن تكون عميقة جدا على الرغم من عمق الحفر الضحل نسبيا.

الإرتفاعات التخصيبية

وينطوي تكوين المزارات على حدوث انفجارات في الطماطم - أحداث مفتعلة بدافع تفاعل الماما مع المياه، وعندما تصطدم الماما بالمياه، تحول المياه بسرعة إلى البخار، مما يؤدي إلى ضغوط هائلة تؤدي إلى انفجارات عنيفة، وتحفر هذه الانفجارات حفرة تمتد إلى أسفل سطح الأرض الأصلي، وغالبا ما تصل إلى طاولة المياه.

وعلى عكس الرافعات البركانية النموذجية التي شكلها تراكم المواد المقذفة حول فتحة، تتسم المازار بضلوعها المنخفضة والاكتئاب الواسع النطاق، الذي يتكون من مزيج من المواد البركانية وشظايا الصخرة الموجودة سابقا والتي تم حفرها أثناء الانفجار.

Maar Lakes

ويملأ الكثير من المزارات المياه بعد التكوين، ويخلق البحيرات المزروعة، ويمكن أن تكون هذه البحيرات عميقة بشكل ملحوظ، وغالبا ما تكون دائرية في شكلها، وتأتي المياه في البحيرات المزرية عادة من المياه الجوفية أو الأمطار أو كليهما، وتُعرف بعض البحيرات المزرية بوضوحها الاستثنائي ونظمها الإيكولوجية الفريدة.

ومن أشهر البحيرات المزروعة بحيرة نيوس في الكاميرون، التي حصلت على سمعة مأساوية في عام 1986 عندما خنقت فجأة ثاني أكسيد الكربون من أعماق البحيرة نحو 800 1 شخص في القرى المجاورة، وأبرزت هذه المناسبة المخاطر المحتملة المرتبطة بالبحيرات البركانية، حتى تلك التي تبدو مغفلة.

التوزيع والأمثلة

وتوجد مزارات في المناطق البركانية في جميع أنحاء العالم، وتحتوي منطقة إيفل في ألمانيا على العديد من المزارات التي تحظى بحسن التقدير، وقد درس بعضها على نطاق واسع لفهم عمليات تكوين المار، كما أن مقاطعة البركان الجديدة في جنوب شرق أستراليا تضم أيضا عدة مزارات، شأنها شأن ميدان أوكلاند البركاني في نيوزيلندا.

وفي أمريكا الشمالية، فإن بحيرة كراتر في أوريغون، رغم اسمها، هي في الواقع سمكة كالديرا وليس مزار، ولكن يمكن العثور على مزار حقيقية في مواقع مختلفة في جميع أنحاء القارة، بما في ذلك عدة مناطق في غرب الولايات المتحدة ترتبط بمقاطعة حوض السفن ورانج.

Fumaroles: Windows into Volcanic Systems

"الفيومارول" هي فتحات في قشرة الأرض التي تبعث الغازات البركانية والبخارية، هذه الملامح شائعة في مجالات النشاط البركاني النشط أو الحديث وتوفر رؤية قيمة لحالة النظم البركانية، مصطلح "فورمول" يأتي من كلمة "الدجاج" اللاتينية، بمعنى الدخان، يشير إلى البخار والغازات التي ترتفع من هذه الفتحات.

الأنواع والمعاملات

ويمكن تصنيف الوقود على أساس درجة حرارة الغازات التي ينبعث منها وتكوينها، ويمكن أن تصل أجهزة الصمام ذات التمرين العالي، التي توجد بالقرب من فتحات البركانية النشطة، إلى درجات حرارة تتجاوز 500 درجة مئوية، وهذه البخارات تبعث عادة على بخار الماء إلى جانب مختلف الغازات البركانية بما في ذلك ثاني أكسيد الكبريت، والكبريتيد الهيدروجيني، وثاني أكسيد الكربون، وكلوريد الهيدروجين.

فغالبا ما يعثر على البغاوات الأقل حرارة، التي تسمى أحيانا السوفاتارا عندما تبعث أساسا الغازات الكبريتية، على ذبابة البركان أو في المناطق التي يستيقظ فيها النشاط البركاني، وغازات هذه الفطائر المبردة غالبا ما تُودع المعادن الملونة حول فتحة فتح فتح فتح فتح فتح فتحة فتح فتحة، مما يخلق رواسب صفرية وبرتقالة وودع من الكبريت وغيرها من المركبات.

الأهمية العلمية

ويعمل الوقود كمراكز رصد طبيعية للنشاط البركاني، ويمكن أن تشير التغيرات في درجة الحرارة أو التكوين أو حجم الغازات المنبعثة من البخار إلى حدوث تغييرات في النظام المغنطيسي الأساسي، ويقوم العلماء بانتظام بتعين غازات الفومول لتتبع هذه التغييرات وتقييم المخاطر البركانية.

وقد كشفت دراسة انبعاثات البخار عن معلومات هامة عن عمليات تطهير الماغما والتطور الكيميائي للنظم البركانية، ومن خلال تحليل نسب الغازات المختلفة، يمكن للباحثين تقدير عمق ودرجات حرارة أجسام الماما والتنبؤ بالتغيرات المحتملة في النشاط البركاني.

حقول فومارول الشهيرة

حديقة (يلوستون) الوطنية في (ويومينغ) تحتوي على العديد من حقول الفومول، مع بعض من أيسر الأمثلة التي وجدت في مناطق مثل حوض (نورس غيسر) و جبل (روينغ) المميزات المائية الواسعة للمتنزه، بما فيها الفومارول و المغنيين و الينابيع الساخنة، كلها مظاهر لغرفة الماغي الضخمة التي تقع تحت كالديرا في (يلوستون).

وادي عشر ثوساند سموك في ألاسكا، الذي شكله انفجار نوفاروباتا عام 1912، والذي كان يحتوي على عدد لا يحصى من البغاوات التي أعطت الوادي اسمه، وبينما أصبح معظم هذه الفومارول منذ ذلك الحين غير نشط، فإن الوادي يظل موقعا هاما لدراسة العمليات البركانية.

كما أن جبل إيتنا في سسيلي وفيلدات فيليغريان بالقرب من نابولي، إيطاليا، يبرز أيضا حقول فومارولي بارزة درست منذ قرون، ولا تزال هذه المواقع توفر بيانات قيمة عن التقسيم البركاني وتطور النظم البركانية على مر الزمن.

▪ لاندفورمز البركانية الإضافية

وإلى جانب الفئات الرئيسية من التراب البركاني، فإن العديد من السمات الأخرى ناتجة عن النشاط البركاني، وكل منها له خصائص فريدة وعمليات تشكيل.

Cinder Cones

إن مواسير القمار، المعروفة أيضاً باسم كونسوريا هي أبسط وأهم نوع من البركان، وهذه البركانات الصغيرة ذات الجانب العميق من تراكم الحطام البركاني التي تُقذف من فتحة واحدة، وأثناء الانفجارات، تُلقي بزجاجات من الحمم في الهواء وتبريد وتُصل إلى قنابل قبل أن تُعيد إلى الوراء حول المروحة.

وعادة ما تكون مخروطات سيندر سمات قصيرة العمر، وكثيرا ما تكون في حلقة انفجارية واحدة قد تستمر من بضعة أشهر إلى بضع سنوات، ونادرا ما تتجاوز 300 متر في الارتفاع، وكثيرا ما تكون موجودة على مرمشات البركان الأكبر أو في حقول بركانية تحتوي على عشرات أو حتى مئات من المخروط الفردية.

(سُنست كرايتر) في (أريزونا) و(باريكوتين) في المكسيك مثالين معروفين على مُخدرات (سيندر) (باريكوتين) مشهورة بشكل خاص لأن تشكيله شهد ووثق من البداية وحتى النهاية، بدءاً من عام 1943 عندما نشأ في حقل الذرة للمزارع وظل مستمراً حتى عام 1952

لافا دوميس

كما أن دُمى لافا، التي تسمى أيضاً الدُمى البركانية، تشكل عندما يُنقَفَر الحمم من فتحة بركانية، وتُرفع أكوام حول الافتتاح بدلاً من أن تتدفق بعيداً، وتُركّز في التكوين، التي عادة ما تكون مُتَزَوَّة أو مُتَخَطَّة، على شكلٍ مُثَمٍ.

ويمكن أن تشكل الدوافع الفا داخل حفر البركانات الكبيرة أو على مفاتنها أو كخصائص مستقلة، وهي تنمو من خلال إضافة حمولة جديدة إلى داخلها، مما يتسبب في توسع القبة وكسر السطح الخارجي وقطع الصخور، ويمكن لهذه العملية أن تجعل من الحمم شديدة الخطورة، حيث يمكن أن يؤدي انهيار أجزاء غير مستقرة إلى تدفقات متطرفة.

إن القبة التي شكلت في حفرة جبل سانت هيلينز بعد ثورانها في عام 1980 مثال مدروس جيدا، وقد نمت هذه القبة بشكل ملح خلال الثمانينات ومرة أخرى في أوائل العقد الأول من القرن الماضي، مما أتاح للعلماء فرصاً لمراقبة عمليات بناء القبة بالتفصيل.

الرقائق البركانية والبلوغ

إن الرقبة البركانية، التي تسمى أيضاً بلوغز البركانية، هي بقايا الماما الصلبة التي ملأت مرة قناة بركان، ولا تظهر هذه الملامح إلا بعد أن تهدر المخروط البركاني المحيط، مما يترك القابس الأكثر مقاومة كخرفة أرضية بارزة.

إن تشكيل رقبة بركانية يبدأ عندما يتوطد الماما في مهب بركاني، وهذا الماما المتين كثيرا ما يكون أكثر مقاومة للتحات من المواد البركانية المحيطة به، وعلى مدى ملايين السنين، ومع تضاؤل الكون البركاني، يظل القالب، ويقف في نهاية المطاف كبرج معزول أو كبزة.

إن حجر الشاحنات في نيو مكسيكو هو أحد أشهر العنق البركانية في العالم، إذ يرتفع نحو 500 متر فوق السهول المحيطة، وهذه السمة المأساوية مقدسة لشعب نافاجو، وهي مثال مذهل على كيفية كشف التآكل عن الهيكل الداخلي للبراكين القديمة، وبرج الشيطان في ويومينغ مثال آخر معروف، على الرغم من وجود بعض النقاش حول ما إذا كان نوع من الرق البركاني أو مختلفا.

Lava Tubes

الأنابيب المُتَجَهِّلة هي أنفاق طبيعية تُشَكَّل عندما يبرد سطح الحمم ويُصعَّد بينما لا يزال الحمم المُستَرَدِّد يتدفق تحته، وعندما ينتهي الإنفجار وتصريف الحمم، يترك خلف أنبوب هولو، ويمكن لهذه الأنابيب أن تمتد لكثير من الكيلومترات وقد تكون لها سمات تتراوح بين أقل من متر إلى أكثر من 15 متراً.

إن الأنابيب الفا ترتبط بشكل شائع بتدفقات الحمم البازلية، ولا سيما تلك التي تتدفق من البركانات الدروعية، حيث أن الأنابيب تشكل طبقة من الأنابيب لأن الحمم البسالة ذات مستوى منخفض نسبيا ويمكن أن تتدفق لمسافات طويلة، ونظرا لأن السطح يبرد ويشكل قشرة، فإنه يزرع الحمم المظلوم، مما يسمح له بالبقاء سوائلاً ويستمر في التدفق.

ويحتوي متنزه هاواي الوطني على العديد من الأنابيب التي تُستخدم في الغواصات، بما فيها صمامات توبي، والتي يمكن للزوار الوصول إليها، ويتيح هذا المنتزه فرصة ممتازة لمراقبة هذه الملامح وفهم دورها في نقل الحمم أثناء الانفجارات، كما تم تحديد أنبوب لافا على المريخ والقمر، مما يوحي بأن عمليات بركانية مماثلة تحدث على أجسام كوكبية أخرى.

Columnar Jointing

وفي حين أن التزحلق العمودي ليس في حد ذاته سمة مميزة كثيرا ما توجد في تدفقات الحمم البسالة، وهو بارز بوجه خاص في مقاطعات بصلط الفيضانات، وهذا النمط الجيولوجي عندما يبرد الغلاف وعقوده، مما ينشئ شبكة من الكسور التي تقسم الصخرة إلى أعمدة متعددة الغون، وهي عادة ما تكون سديدة في مختلف القطاعات.

وتشكل الأعمدة منظّمة على سطح التبريد، وبالتالي في تدفق حروف أفقية، تكون الأعمدة عمودية عادة، ويتوقف حجم الأعمدة على معدل التبريد المنخفض على إنتاج أعمدة أكبر، بينما يؤدي التبريد السريع إلى تكبير أعمدة أصغر، ويمكن أن تكون بعض الأعمدة عدة أمتار في قطرات قطرية وعشرات من المترات الطويلة.

ممر العملاق في أيرلندا الشمالية و ملصق الشيطان في كاليفورنيا مثالين مشهورين على التزحلق في الأعمدة، هذه المواقع تجذب زوار من جميع أنحاء العالم الذين يرتدون الدقة الجيولوجية لهذه التكوينات الطبيعية

دور الـ "فولكانيك لاندوب" في نظم الأرض

إن التفريغات البركانية تؤدي أدواراً حاسمة في النظم الجيولوجية والإيكولوجية وحتى المناخية للأرض، ففهم هذه الأدوار يساعدنا على تقدير الأهمية الأوسع للملامح البركانية التي تتجاوز أثرها البصري الفوري.

الأثر الجيولوجي

إنّها تُقدّم نوافذًا في العمليات الداخلية للأرض، وبدراسة تركيبة الصخور البركانية وهيكلها، يستطيع الجيولوجيون أن يُدخلوا الظروف العميقة داخل المناورة والقشرة، فإتباع أنواع مختلفة من البركان يساعد على رسم خرائط حدود لوحات التكتون وتحديد مناطق تربّع المناشف.

كما أن النشاط البركاني يؤدي دورا أساسيا في دورة الصخور، ويخلق مواد قشرية جديدة ويعيد تدوير القشر القديم إلى المعبد، كما أن تكوين القشرة المحيطية في مرتفعات وسط المحيط بركاني تماما، مع استمرار وجود حمم بحري جديد، وعلى مر الزمن الجيولوجي، كانت العمليات البركانية أساسية في بناء القارات وتعديلها.

الأثر الإيكولوجي

إن التراب البركاني يخلق موائل فريدة تدعم النظم الإيكولوجية المتخصصة، فالتربة الغنية بالمغذيات المستمدة من الصخور البركانية المجوّلة غالباً ما تكون خصبة للغاية، وتدعم النباتات المضغية والزراعة المنتجة، وكثير من المناطق الزراعية الأكثر إنتاجية في العالم، بما فيها أجزاء من إندونيسيا وأمريكا الوسطى والبحر الأبيض المتوسط، تقع على أرض بركانية أو بالقرب منها.

وكثيرا ما تتطور البحيرات البركانية، بما فيها البحيرات التي تعيش في العجلات والمزارات، نظما إيكولوجية متميزة، ويمكن أن يؤدي التكوين الكيميائي للمياه، الذي يتأثر بالنشاط البركاني الجاري، إلى تهيئة ظروف غير عادية تدعم التجمعات الفريدة من الكائنات الحية، وبعض البحيرات البركانية هي أحماض أو ألكال، تستضيف الكائنات الدقيقة المتخصصة التي تكيف مع هذه الظروف القصوى.

Climate Influence

يمكن أن يكون للثوران البركاني الكبير آثار قصيرة الأجل كبيرة على المناخ العالمي، فحقن ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي خلال الانفجارات الرئيسية يمكن أن يخلق هباءاً يعكس ضوء الشمس، مما يؤدي إلى التبريد المؤقت لسطح الأرض، وقد أدى انفجار جبل بيناتوبو في عام 1991، على سبيل المثال، إلى حدوث تبريد عالمي قابل للقياس لعدة سنوات بعد انفجار الأرض.

على مدى فترات زمنية أطول، كان النشاط البركاني أدواراً هامة في تنظيم مناخ الأرض، كان القفز البركاني مصدراً رئيسياً لثاني أكسيد الكربون وبقالب الماء في الغلاف الجوي في تاريخ الأرض، والتوازن بين الانبعاثات البركانية وإزالة ثاني أكسيد الكربون من خلال طقس الصخور البركانية يعتبر عاملاً هاماً في استقرار المناخ الطويل الأجل.

المخاطر البركانية وإدارة المخاطر

ويعتبر فهم أشكال الأراضي البركانية أمرا أساسيا لتقييم وإدارة المخاطر البركانية، حيث تشكل أنواع مختلفة من البركانيات مخاطر مختلفة، ويمكن أن توفر المعلومات التي تخلقها أدلة عن النشاط المحتمل في المستقبل.

تقييم المخاطر

ويمكن أن يشير نوع الترسبات البركانية إلى الأسلوب المحتمل للثورات المستقبلية.() أما البركانات الدرعية، التي بها منحدرات رقيقة ولفائف سائلة، فتشكل عادة خطراً أقل على الحياة البشرية من الفولكان المطلي، مما يمكن أن ينتج انفجارات متفجرة وتدفقات سريعة الحركة من البركان، غير أن تدفقات الحمم من البركانات الدروع لا تزال تدمر الممتلكات والهياكل الأساسية.

فالكالديراس، ولا سيما تلك المرتبطة بنظم البعث، تمثل بعض أهم المخاطر البركانية، وبينما تندلع عمليات الفرز بالعجلات، فإن أثرها المحتمل هائل، ونظم الرصد في البطاريات الرئيسية مثل التحلل الأرضي لخط اليلوستون والوادي الطويل، والنشاط السيزمي، وانبعاثات الغاز لكشف أي علامات على تجدد النشاط.

الرصد والتنبؤ

ويجمع الرصد الحديث للبركان بين تقنيات متعددة لتقييم المخاطر البركانية، إذ يكتشف المصابون بالزلازل المرتبطة بحركة الماغي، وتقيس محطات النظام العالمي لتحديد المواقع التشوهات الأرضية، وتغيرات أجهزة استشعار الغاز في الانبعاثات البركانية، ويمكن أن تكشف عمليات الرصد بواسطة السواتل عن الشذوذ الحراري والتغيرات الخفية في الارتفاعات الأرضية التي قد تدل على تراكم الماجم.

إن دراسة الاندلاعات السابقة، التي حُفِظت في السجل الجيولوجي للألغام البركانية، تساعد العلماء على فهم تواتر وحجم الانفجارات في بركانات محددة، وهذه المعلومات حاسمة بالنسبة لتقييم المخاطر الطويلة الأجل والتخطيط لاستخدام الأراضي في المناطق البركانية.

الاستعداد المجتمعي

ويجب على المجتمعات المحلية التي تعيش بالقرب من البركانات النشطة أن تحقق التوازن بين فوائد التراب الأقل من الأرض البركانية والطاقة الحرارية الأرضية والسياحة والمخاطر التي تشكلها، وتتطلب إدارة المخاطر الفعالة تثقيفاً عاماً بشأن المخاطر البركانية، ووضع خطط الإجلاء، وإنشاء مناطق استبعاد حول البركانات الخطيرة بوجه خاص.

وتشمل قصص النجاح في إدارة المخاطر البركانية إجلاء عشرات الآلاف من الناس قبل ثورة جبل بيناتوبو عام 1991، التي أنقذت أرواحا لا حصر لها، ويرجع هذا النجاح إلى الرصد الفعال، والاتصال الواضح بين العلماء والسلطات، والتعاون العام مع أوامر الإجلاء.

لاندفورم البركانية بوصفها موارد طبيعية

وتوفر أشكال الأراضي البركانية، بالإضافة إلى اهتمامها العلمي وإمكانياتها، موارد طبيعية قيمة تعود بالفائدة على المجتمعات البشرية بطرق عديدة.

الطاقة الحرارية الأرضية

مناطق البركان هي مواقع رئيسية لتطوير الطاقة الحرارية الأرضية، ويمكن تسخير الحرارة من أجساد الماغوما والصخور الساخنة لتوليد الكهرباء وتوفير التدفئة المباشرة، وتستمد أيسلندا، الواقعة على حافة منتصف الأطلسي، جزءا كبيرا من طاقتها من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية، وتشكل الجيزر في كاليفورنيا، الواقعة في منطقة بركانية، أكبر مجمع للطاقة الحرارية الأرضية في العالم.

والطاقة الحرارية الأرضية قابلة للتجديد وتنتج حدا أدنى من انبعاثات غازات الدفيئة مقارنة بالوقود الأحفوري، ونظرا لأن العالم يسعى إلى الانتقال إلى مصادر الطاقة الأنظف، فمن المرجح أن تؤدي المناطق البركانية ذات الموارد الحرارية الأرضية الميسورة دورا متزايد الأهمية في إنتاج الطاقة العالمية.

الموارد المعدنية

إن النشاط البركاني يركّز المعادن والفلزات القيمة، فالنظم الحرارية المائية المرتبطة بالبراكين يمكن أن تُودع الذهب والفضة والنحاس والفلزات الأخرى بتركيزات مجدية اقتصادياً، والكثير من رواسب الركاز الرئيسية في العالم ترتبط بالنظم البركانية القديمة.

الصخور البركانية نفسها هي موارد قيمة، فالبوميس يستخدم في مواد البناء وكبش فاسد، وقد فازت بزجاج بركاني مكوّن من حمى مبردة بسرعة من ثقافات قديمة لصنع أدوات وأسلحة حادة، ويُستحسن استخدام البازلت كمجمع في البناء وبناء الطرق.

السياحة والترفيه

وتجتذب هذه المراكب ملايين السائحين سنوياً، وتوفر المنافع الاقتصادية للمجتمعات المحلية، وتُعد المتنزهات الوطنية التي تركز على الملامح البركانية، مثل اليلوستون، وفولكانوي، وبحيرة الكراتر، وجهات سياحية رئيسية، وتُنشر المعالم الفريدة، والمعالم الحرارية الأرضية، وفرص الاستجمام في الهواء الطلق مناطق بركانية مع زوارها.

وقد أصبحت السياحة المغامرة، بما في ذلك تسلق البركان ومشاهدة الحمم، شائعة بشكل متزايد، وفي حين أن هذه الأنشطة تنطوي على مخاطر متأصلة، فإنها توفر خبرات مرموقة وتولد إيرادات للاقتصادات المحلية، وتتكفل الإدارة السياحية المسؤولة بأن الزوار يمكن أن يتمتعوا بالمناظر الطبيعية البركانية مع التقليل إلى أدنى حد من الأثر البيئي والحفاظ على السلامة.

دراسة خرائط الأراضي البركانية: الأساليب والتكنولوجيات

وتستخدم البراكين الحديث طائفة واسعة من التقنيات لدراسة التراب البركاني والعمليات التي تخلقها، وقد أحدثت هذه الأساليب ثورة في فهمنا للنظم البركانية، وحسنت قدرتنا على التنبؤ بالثورات.

الاستشعار عن بعد

ويتيح الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل للعلماء رصد البركانات من الفضاء، وكشف التغيرات في درجة الحرارة السطحية، والتشوهات الأرضية، وانبعاثات الغاز، ويمكن للرادار ذي الفتحة الاصطناعية أن يقيس الحركة الأرضية بدقة مليمتر، ويكشف عن التضخم أو الانكماش في الصنابير البركانية التي قد تدل على حركة الماهما.

ويمكن للمستشعرات الحرارية ذات الأشعة تحت الحمراء أن تكتشف شذوذات حرارية مرتبطة بتدفقات الحمم النشطة أو بزيادة النشاط البركاني، وهذه الملاحظات ذات قيمة خاصة لرصد البركانات البعيدة أو غير الميسرة حيث يكون الرصد البري صعبا أو خطيرا.

التقنيات الجيوفيزيائية

وتستخدم الصور الزلزالية السيزمية موجات الزلازل لخلق صور ثلاثية الأبعاد للسطح السفلي، مما يكشف عن موقع ونطاق غرف الماما في البركانات، وقد وفرت هذه التقنية أفكاراً غير مسبوقة عن نظم السباكة في المجمعات البركانية، بما في ذلك خزانات الماغي الضخمة التي تُستخدم في العجلات مثل اليولوستون.

ويمكن أن تكشف الدراسات الاستقصائية للجاذبية والمغنطيسية عن أوجه التباين في كثافة الصخور والممتلكات المغناطيسية التي تشير إلى وجود الماجما أو الصخور المتغيّرة، وتساعد هذه الأساليب على رسم خريطة الهيكل دون السطحي للنظم البركانية وتحديد مجالات النشاط السابق أو المحتمل في المستقبل.

التحليل الجيوكيميائي

ويوفر تحليل الصخور والغازات البركانية معلومات عن تركيبة الماغما ودرجتها وعمق ما نتج عن ذلك من مغناطيس، ويمكن للدراسات التي تجري في المحيط الهندي أن تتعقب مصادر الماما وتكشف عن العمليات التي تعدل الماما بينما ترتفع من خلال القشرة.

ويمكن أن يوفر رصد التغيرات في تركيب الغاز ومعدلات الانبعاثات من البغاوات والهوافات البركانية إنذاراً مبكراً بالتغيرات في النشاط البركاني وقد تشير الزيادات في بعض الغازات، مثل ثاني أكسيد الكبريت أو ثاني أكسيد الكربون، إلى ارتفاع مستوى الماما الطازجة نحو السطح.

الدراسات الميدانية والرسم

وعلى الرغم من التقدم المحرز في مجال الاستشعار عن بعد والتقنيات الجيوفيزيائية، لا تزال الدراسات الميدانية التقليدية أساسية لفهم أشكال الأراضي البركانية، وتكشف رسم الخرائط الجيولوجية التفصيلية عن تسلسل الانفجارات وأنواع المنتجات البركانية وتطور النظم البركانية بمرور الوقت.

وتوفر عمليات المراقبة الميدانية للثورات النشطة، عند الإمكان، بيانات قيمة عن العمليات البركانية، وتساعد دراسة تدفقات الحمم مؤخرا، والودائع البترولية، وغيرها من السمات البركانية، على معايرة النماذج وتحسين فهمنا لكيفية عمل البركان.

لاندفورم البركاني على الكوكبات الأخرى

إن دراسة التراب البركاني ليست مقصورة على الأرض، وقد تم تحديد السمات البركانية على العديد من الهيئات في نظامنا الشمسي، مما يوفر معلومات عن التطور الكوكبي وتنوع العمليات البركانية.

المريخ

ويستضيف المريخ أكبر البركانيات المعروفة في النظام الشمسي، ويضم البراكين الدرعي والبرجين على بعد ٢٢ كيلومترا تقريبا فوق السهول المحيطة ويمتد حوالي ٦٠٠ كيلومتر في قطره، وتحتوي منطقة تارسيس على عدة براكين ضخمة أخرى من الدروع، وكلها تهدر نظرائها الأرضيين.

ويُعزى الحجم الهائل للبراكين المريخية إلى عدة عوامل، منها انخفاض درجة الجاذبية، مما يسمح للبراكين بأن تنمو أطول، وغياب التكتونيات التي تحتفظ بالبراكين التي تُوضع على مصادرها المغنمة لفترات طويلة، وفي حين أن هذه البركانات هي حالياً مهيمنة، فقد تكون نشطة في غضون السنوات القليلة الماضية، مما يوحي بأن المريخ قد لا تكون ميتة جيولوجية تماماً.

Venus

فينوس لديه براكين أكثر من أي كوكب آخر في النظام الشمسي مع مئات الآلاف من الملامح البركانية التي تم تحديدها على سطحه

الغلاف الجوي السميك ودرجات الحرارة السطحية المتطرفة في (فينوس) تجعل المراقبة المباشرة صعبة لكن رسم الخرائط بالرادار من المركبة الفضائية كشف عن المشهد البركاني للكوكب بتفصيل ملحوظ

Io

القمر المُشترى هو أكثر جسم نشط بركانياً في النظام الشمسي، بخلاف الأرض، حيث يُحرك البركانية بالحرارة الداخلية من التحلل الإشعاعي و الحرارة المتبقية من تكوين الكواكب، نشاط (آيو) البركاني يُتدفّق بتدفئة المدّة، وسحب الجاذبية وتردد المدار مع قمر كبيرة أخرى يُشعل باستمرار في داخل (آيو)

سطح (إيو) مغطى بمئات البركان النشط و(كالديراس) وتدفقات الحمم بعض الإنفجارات على (آيو) قوية جداً لدرجة أنها تقذف المئات من الكيلومترات فوق السطح

Enceladus and Other Icy Bodies

النشاط البركاني ليس مقصوراً على الأجسام الصخرية، العديد من قمر الجليد في النظام الشمسي الخارجي يظهر نشاطاً بريكاً - فولكانياً يحتوي على الماء أو الأمونيا أو الميثان بدلاً من الصخرة المتحركة، قمر (ساتور) لديه مجوهرات تفجر الماء وجسيمات جليدية من منطقته القطبية الجنوبية،

وقد وسعت هذه الاكتشافات من فهمنا للبراكين وأثبتت أن العمليات البركانية يمكن أن تحدث في إطار مجموعة واسعة من الظروف، وتوفر دراسة التراب البركاني الخارجي سياقا لفهم الملامح البركانية للأرض، وتقدم أدلة عن إمكانية وجود بيئات صالحة للسكن في أماكن أخرى من النظام الشمسي.

حفظ وحماية الأراضي البركانية

فالأعمال البرية البركانية ليست مهمة علميا فحسب بل أيضا ذات أهمية ثقافية وقيمة صناعية، وكثير من المعالم البركانية محمية بوصفها متنزهات وطنية، ومواقع التراث العالمي لليونسكو، أو غيرها من عمليات الحفظ.

الأثر الثقافي

ولكثير من الثقافات صلات روحية وثقافية عميقة بالمناظر الطبيعية البركانية، ففي هاواي، تُقدَّس البركانيات لثقافة هاواي الأصلية وترتبط بجزيرة الهديس بيل، جبل فوجي جبل مقدس في الثقافة اليابانية، وقد ألهم أعمالاً لا حصر لها من الفنون والأدب، وتملك الشعوب الأصلية في جميع أنحاء العالم المعارف التقليدية والقصص المرتبطة بالمعالم البركانية في أراضيها.

ويعتبر احترام هذه الروابط الثقافية جانباً هاماً من جوانب إدارة المناظر البركانية، ويمكن للتشاور مع مجتمعات الشعوب الأصلية وإدماج المعارف التقليدية في خطط الإدارة أن يعزز كل من نتائج الحفظ والحفاظ على الثقافة.

الحماية البيئية

وكثيرا ما تأوي المناظر البركانية نظما إيكولوجية فريدة تتطلب الحماية، فالظروف القصوى التي توجد في بعض البيئات البركانية - درجات الحرارة المرتفعة، والمياه الحمضية، والكائنات المتخصصة ذات المساندة الغازية السامة لم تجد أي مكان آخر، وهذه الكائنات التي تسودها ظاهرة التطرف لها تطبيقات محتملة في التكنولوجيا الحيوية، وتوفر معلومات عن حدود الحياة على الأرض وربما الكواكب الأخرى.

إن حماية المناظر البركانية من الإفراط في الاستخدام والتلوث والتنمية غير الملائمة تضمن بقاء هذه البيئات الفريدة سليمة للأجيال المقبلة، ويتطلب تحقيق التوازن بين الحفظ والاستخدام المستدام، بما في ذلك السياحة واستخراج الموارد، تخطيطا وإدارة دقيقين.

التعليم والاتصال

وتتيح المناظر الطبيعية البركانية فرصاً استثنائية للتعليم والمشاركة العامة في علوم الأرض، وتساعد البرامج الافتراضية في المتنزهات البركانية الزوار على فهم العمليات الجيولوجية، والمخاطر البركانية، وأهمية الرصد العلمي، ويمكن لهذه التجارب التعليمية أن تحفز الجيل القادم من العلماء، وتعزز الدعم العام للبحوث والرصد في مجال البركان.

وتتيح الجولات الافتراضية، والموارد الإلكترونية، والمواد التعليمية إمكانية الوصول إلى المناظر البركانية لمن لا يستطيعون زيارة أنفسهم، وتتيح هذه الأدوات الوصول إلى المواقع البركانية على نحو يتيح لها المساعدة على التوعية على الصعيد العالمي بأهمية فهم هذه السمات الرائعة وحمايتها.

الاتجاهات المستقبلية في بحوث الأراضي البركانية

وما زالت دراسة التراب البركاني تتطور مع توافر تكنولوجيات ونُهج جديدة، وعد العديد من مجالات البحث الناشئة بأن نعزز فهمنا للعمليات البركانية وأن نحسن تقييم المخاطر.

تكنولوجيا الرصد المتقدمة

إن تطوير معدات رصد أكثر حساسية وكلفة يوسع من قدرتنا على تتبع النشاط البركاني، ويمكن لشبكات الاستشعار المنخفضة التكلفة الموزعة أن توفر تغطية مكانية مفصلة للنظم البركانية، واكتشاف التغيرات الخفية التي قد تفوتها نُهج الرصد التقليدية، وتسمح تكنولوجيا الطائرات بالرصد الدقيق للمعالم البركانية النشطة التي قد تكون خطرة جدا على المراقبين البشرية أن يقتربوا منها.

ويجري تطبيق المعلومات الاستخبارية الفنية والتعلم الآلي على بيانات الرصد البركاني لتحديد الأنماط والتناقضات التي قد تدل على حدوث انفجارات وشيكة، ويمكن لهذه النهج أن تجهز كميات كبيرة من البيانات المستمدة من مصادر متعددة، مما قد يؤدي إلى تحسين التنبؤ بالانفجار.

علم البركان التجريبي

وتُقدم التجارب المختبرية وعمليات المحاكاة الحاسوبية معلومات جديدة عن العمليات البركانية، ويمكن أن تُعيد التجارب العالية الضغط والارتفاعية التمرين إلى الظروف التي تُشكّل وتتطور فيها الماغما، وتساعد العلماء على فهم العوامل التي تتحكم في أسلوب الانفجار وتكوين الماغم.

ويمكن أن تؤدي نماذج عديدة للنظم البركانية إلى تحفيز العمليات التي تتراوح بين ديناميات غرفة الماجما وسلوك تدفق الحمم، وتساعد هذه النماذج على تفسير بيانات الرصد ويمكن استخدامها للتنبؤ بالآثار المحتملة للانفجارات في المستقبل، ودعم تقييم المخاطر والتخطيط لحالات الطوارئ.

النهج المتعددة التخصصات

ويتطلب فهم أشكال الأراضي البركانية بصورة متزايدة إدماج تخصصات متعددة، فالتعاون بين الجيولوجيين والجيوفيزيائيين والجيوفيزميين وعلماء الأحياء والعلماء الاجتماعيين يوفران رؤية أكثر شمولا للنظم البركانية وتأثيراتها على النظم الطبيعية والبشرية.

إن دراسة التراب البركاني القديم التي تم حفظها في السجل الجيولوجي، بالإضافة إلى ملاحظات البركان النشط، تساعد على تكوين صورة أكمل للعمليات البركانية على مدى فترات زمنية مختلفة، وهذا المنظور الطويل الأجل أساسي لتقييم كامل نطاق السلوك البركاني وإمكانية حدوث أحداث نادرة ولكنها كارثية.

خاتمة

إنّها أكثر الملامح الجيولوجية دينامية ورائعة في الأرض، من الكساد الهائل للعجلات إلى مساحات واسعة النطاق من هضبة الزهرة المكشوفة من منحدرات الدروع الدروع البراكينية إلى أكواخ الإجهاد المُتذبة، هذه الصور تعكس العمليات المختلفة التي تحدث داخل كوكبنا.

فهم أشكال الأراضي البركانية أمر أساسي لأسباب متعددة، فهي توفر معلومات عن العمليات الداخلية للأرض وحركة لوحات التكتون، وتخلق موائل فريدة وتسهم في خصوبة التربة، وتدعم النظم الإيكولوجية والزراعة، وتشكل مخاطر كبيرة تتطلب رصدا دقيقا وإدارة المخاطر، وتوفر موارد قيمة من الطاقة الحرارية الأرضية إلى الودائع المعدنية إلى فرص السياحة.

ومع تحسن قدراتنا في مجال الرصد وتعميق فهمنا للعمليات البركانية، أصبحنا أكثر استعدادا للعيش بأمان مع هذه الملامح الطبيعية القوية، ما زالت دراسة التراب البركاني تكشف عن أفكار جديدة عن ماضي كوكبنا وحاضره ومستقبله، مما يذكرنا بالطبيعة الدينامية للعالم الذي نعيش فيه.

إن ما إذا كان ينظر إليه على أنه عجائب جيولوجية أو مخاطر طبيعية أو موارد قيمة، فإن التراب البركاني يلقي اهتماما واحتراما لنا، ويشهد على القوى القوية التي شكلت الأرض في تاريخها، ويواصل تعديل سطح كوكبنا اليوم، ومن خلال دراسة هذه السمات الرائعة ورصدها وحمايتها، نضمن أن تستمر الأجيال المقبلة في التعلم من المشهدات البركانية التي تجعل كوكبنا فريدا.

For more information about volcanic processes and landforms, visit the U.S. Geological Survey Volcano Hazards Program] or explore educational resources at the National Geographic Volcanoes page.]