Table of Contents

إن نظام " يلوستون كالديرا " ، الذي يشار إليه في كثير من الأحيان باسم " يلوستون " ، هو أحد أكبر وأقوى النظم البركانية على الأرض، حيث إن النظام الذي يوضع في المقام الأول في حديقة يلوستون الوطنية في وييومينغ، ويمتد إلى مونتانا وإداهو، فإن هذا المنظر الجيولوجي يتوق إلى موقع حرج يُؤبُدّد تمزقات هائلة على مدى ملايين السنين.

الجيولوجيات والتشكيل: ميلاد برفولكان

إن الكاليدرا الأصفرية ليست مجرد قوقع بركاني، بل هي كساد هائل شكله انهيار الأراضي بعد انفجارات هائلة أفرغت حجرة الماما الأساسية، حيث بلغت مساحتها نحو ٣٠ ميلا )٤٨ كيلومترا ب ٢٧ كيلومترا(، فإن العجلة هي النتيجة التراكمية لسلسلة من عمليات الاغلاق التي حدثت على مدى ال ٢,١ مليون سنة الأخيرة، وقد طردت هذه الأحداث المتفجرة آلاف من أطار الكيلومترات.

"العملية الثلاث للكيمياء"

ويحدّد النظام البركاني في اليلوستون ثلاثة عمليات سطو رئيسية، يترك كل منها علامة لا يمكن تحصينها على المشهد والمناخ العالمي، الأول هو أن ثورة العجلة في منطقة الهكلتر (Huckleberry Ridberry) قد وقعت قبل نحو 2.1 مليون سنة، وكانت أكبر مساحة تبلغ نحو 500 2 كيلومتر مكعب من الحطام البركاني - مع وجود مادة كحولية

أما التجاوز الثاني، وهو انفجار (Mesa Falls]، فقد حدث قبل نحو 1.3 مليون سنة، ورغم أن هذا الاختراق كان أصغر من حدث هكلبيري، فإنه لا يزال هائلا، حيث أطلق نحو 280 كيلومترا مكعبا من المواد البركانية ونشأة منطقة ميسا فالز تيف.

وقد حدث أحدث وسمعة جيدة، وهو انفجار لون الخريك، قبل نحو 000 640 سنة، حيث طُردت حوالي 000 1 كيلومتر مكعب من الحطام البركاني، وشكلت العجلة الحالية حوالي 30 ميلاً بحجم 45 ميلاً، ونتج عن الانفجار حدثاً كبيراً في لافا كريك تاف، وهو حدث يهض به.

The Mantle Hotspot and Tectonic Context

ويقع حجر اليلوستون فوق عمود من الأعماق، وهو ارتفاع مستمر في الصخور الساخنة بشكل غير عادي من أعماق الأرض، ويبقى هذا السباك ثابتا نسبيا بينما تتحرك صفيحة التكتون في أمريكا الشمالية جنوب غربا على سطحه بمعدل يتراوح بين ٢ و ٣ سنتيمتر في السنة، وقد ترك هذا العرض مسارا من النشاط البركاني يمتد من نقطة اليوثون الحالية.

وغرفة الماما الواقعة تحت يلوستون نظام معقد ودينامي، وليست مجموعة واحدة من الصخور المزروعة بل منطقة " موش " غنية بلورة، تحتوي على جيوب من الماغي المبلطية جزئيا، وتقنيات التصوير المهزئ، مثل طراز الزلازل، قد كشفت عن خزانين متداخلين من الماغيات، وهما حجرة ضحلية تراوحت بين ٥ و ١٥ كيلومترا و ١٠ أميال.

Antomy of the Caldera: Spectacular Geothermal Features

وحتى في غياب الاندلاعات الكبرى، فإن اليلوستون هو أحد أكثر المعالم البركانية دينامية في العالم، حيث أن الحرارة الهائلة من نظام الماما الأساسي يغذي أحد أكثر المناطق الحرارية الأرضية اتساعاً وتنوعاً على الكوكب، كما أن المتنزه الوطني الأصفر يلودستون يحتوي على أكثر من ٠٠٠ ٠١ سمة حرارية جغرافية، بما في ذلك المعالم المميزة، والينابيع الساخنة، والبقعدة، أكثر من أي مكان آخر في الأرض.

Geysers: The Park’s Iconic Steam Explosions

إن المثير القديم المثمر في العالم يضخم الطاقة الحرارية الأرضية في يلوستون، ويثور بانتظام، حوالي ٤٥ إلى ١٢٥ دقيقة، ويطلق النار على المياه المغلية والبخار حتى ١٣٠ قدما )٤٠ مترا( في الهواء، وينتج عن إمكانية التنبؤ بالزاوية القديمة وجود توازن دقيق بين السباكة والضغط ودرجات الحرارة، ويحتوي الحدائق على أكثر من ٥٠٠ من الميجورين النشطين.

وتتكون هذه المجوهرات من المياه الجوفية التي تسخنها الماغي وعلقت في غرف تحت الأرض، ومع بناء الضغط، ترتفع موجات المياه فوق الحرارة إلى البخار، مما يتسبب في حدوث انفجارات عنيفة، ويمكن أن تتباين فترات الاندلاعات المهددة بالهيكل السيزمي، والتغيرات الموسمية، والتحولات في النظام الحراري المائي.

سبرينغز الساخنة، و"مودبوتس" و"فومارولي"

إن الينابيع الساخنة الملونة في يلوستون، مثل الربيع الكبير من البريسات وماموث سبرنغ الساخن، هي نتيجة ارتفاع المياه الجوفية المسخة إلى السطح، كما أن الأهوار الحادة في هذه المجمعات تنشأ عن البكتيريا الحرارية والأثرية التي تزدهر في درجات حرارة قصوى، وتشكل خامات مجهرية في ظل ظروف برتقالية وخضراء و أصفر.

والزهور هي زهرة ساخنة حمضية ذات مياه محدودة، حيث تغلي فقاعات الطين والكرانات بسبب الغازات البركانية، وتطلق الوقود، أو فتحات البخار، والغازات الساخنة مثل ثاني أكسيد الكبريت والكبريتيد الهيدروجيني مباشرة من الأرض، وغالبا ما تصاحبها رائحة كبريت ذاتية، وتوفر هذه السمات دلائل هامة عن ظروف سطحية وفلور الغاز.

How the Magma Chamber Drives Geothermal Activity

وتشغل حجرة الماما الضحلة دور المحرك الحراري الذي يحرك الظواهر الحرارية الأرضية في يلوستون، حيث يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة الأرضية التي تقارب بعض السمات الحرارية الأرضية 150 درجة مئوية (300 درجة ف)، مما يخلق بيئات صعبة لمعظم أشكال الحياة، ولكن مثالية.

إن هذا النظام الحراري الجيوائي مستقر بشكل ملحوظ ولكنه حساس، فالتقلبات في حجم الماكما أو الضغط أو التكوين الكيميائي يمكن أن تغير سلوك المجوهرات والينابيع الساخنة، وقد تسبب المزلاجات أو التغيرات في نظام الطاقة الحرارية المائية في توقف الثورة المؤقتة أو الجديدة، والتفاعل المستمر بين الحرارة والمياه والصخور يجعل من مختبرا طبيعيا ديناميا ومتغيرا باستمرار.

رصد العملاق النائم: مواصلة المراقبة على يلوستون

ونظرا لإمكانيات النشاط البركاني في المستقبل وللوجود البشري الكثيف في المنطقة، فإن يلوستون هو أحد أكثر النظم البركانية رصدا على نطاق العالم، حيث تعمل الدراسة الاستقصائية الجيولوجية في الولايات المتحدة على تشغيل مرصد بركان يلوستون بالتعاون مع دائرة الحدائق الوطنية، وجامعة أوتا، وشركاء آخرين.

Seismic Monitoring: Earthquakes as Warning Signals

ويواجه اليلوستون مئات الآلاف من الزلازل الصغيرة سنويا، وأكثرها غموضاً على الإنسان، وهذه الميكرويكات هي السبب الرئيسي في حركة السوائل الحرارية المغنمة والهيدرومية داخل القشرة بدلاً من تصادم الصفائح التكتونية، وتسجل المزخرفات الموزعة في جميع أنحاء المنتزه هذه الخزائن، وتوفر بيانات حيوية عن حركة المغنطيسيا دون السطحية والنشاط الخاطئ.

وقد تشير الزيادة في تواتر الزلازل أو حجمها أو عمقها إلى أن الماجما تتجه نحو السطح، مما يدل على النشاط البركاني المحتمل، غير أن حواف الزلازل شائعة وغالبا ما تكون مرتبطة بعمليات الحرارة المائية بدلا من الاندلاع الوشيك.

التحلل الأرضي: تضخم وتضخم فيضان كالديرا

وبالإضافة إلى البيانات السيزمية، يُرصد التشويه الأرضي باستخدام محطات النظام العالمي لتحديد المواقع والتداخل الراداري بواسطة السواتل (إنسار)، وهذه التقنيات تقيس التغييرات الخفية في ارتفاع طابق الكالسلديرا، وأحياناً على أساس نظام سنتيمتر، وفي الفترة بين عامي 2004 و 2009، ارتفع سطح يلوستون بنحو 30 سنتيمتراً (12 بوصة) في بعض المناطق قبل أن يُخفَّض مرة أخرى.

وتظهر حالات التضخم والانكماش هذه التغيرات في ضغط حجرة الماما أو حركة السوائل الحرارية المائية، ولكنها لا تعني بالضرورة أن الانفجار وشيك، وهذه الحركات الأرضية جزء من دورة يلوستون الطبيعية " التخريب " ، التي تساعد العلماء على التمييز بين النشاط العادي وبين علامات الخطر.

انبعاثات الغازات والتغليف الحراري

وترصد عن كثب الغازات البركانية التي تطلق من الماجم، مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت، لأن التغيرات في تركيزها وتدفقها يمكن أن تشير إلى حركة الماغما، وتساعد العينات الدورية لانبعاثات الغاز في البوماول والينابيع الساخنة على تقييم حالة النظام البركاني، وقد تشير الزيادة في ثاني أكسيد الكبريت، على سبيل المثال، إلى ارتفاع الميغاما الطازجة وقطعها.

وتوفر كاميرات المراقبة الحرارية ذات الأشعة تحت الحمراء التي تُقام على الطائرات والسواتل خرائط مفصلة لدرجات الحرارة السطحية في يلوستون، وتكشف هذه البيانات عن ملامح جديدة أو مكثفة للحرارة الأرضية وتساعد على اكتشاف الشذوذ الحراري الخفي، وتشكل معاً رصد الغازات والتصوير الحراري جزءاً حاسماً من مجموعة أدوات المراقبة في بركان.

For the latest updates on Yellowstone’s volcanic activity, visit the USGS Yellowstone Volcano Observatory.

المخاطر المحتملة ومسارات الإرغام: الإعداد للمنكوبين

وقد حدث آخر تحليق في منطقة يلوستون قبل حوالي ٠٠٠ ٦٤٠ سنة، ولم تحدث انفجارات كبيرة في المتفجرات في أكثر من ٠٠٠ ٧٠ سنة، ومع ذلك، لا يزال النظام البركاني نشطا وقادرا على حدوث انفجارات أصغر، وتفجيرات حرارية هيدرائية، وغيرها من المخاطر، ويقدر العلماء احتمال حدوث تحلل سنوي بنسبة تقل عن ٠,٠١ في المائة، ولكن تقييم المخاطر والتخطيط للتأهب أمران حيويان نظرا لإمكانيات المحتملة.

آش فالوت: التهديد الإقليمي المباشر

إن أكثر الأخطار المباشرة وانتشاراً من انفجار يلوستون - سواء كان كبيراً أو متوسطاً - هو سقوط الرماد البركاني، ويتكون الرماد من جزيئات زجاجية بركانية جميلة يمكن أن تنقلها الرياح مئات أو آلاف الأميال، ويمكن لأشفال أن تعطل الحياة اليومية، وتدمر المباني بتصادم السقوف، وتلوث إمدادات المياه، وأجهزة الإضرار، وتتسبب في مشاكل الجهاز التنفسي.

وفي انفجار متوسط يقذف بضعة كيلومترات مكعبة من المواد، يمكن للرماد أن يغطي أجزاء كبيرة من وسط الولايات المتحدة مع عدة بوصات من الرماد، مما يعطل الزراعة وشبكات النقل والهياكل الأساسية للطاقة لمدة أسابيع إلى أشهر، ويمكن أن تمتد منطقة مخاطر الرماد الرئيسية شرقا عبر البلاستيكات الكبرى، مما يؤثر على مدن مثل دنيفر وأوماها ومدينة كانساس.

Climate Impacts: The Global Reach of a Supereruption

ومن شأن انحراف مثل حدث لافا كريك أن يضخ كميات هائلة من ثاني أكسيد الكبريت في طبقة الستراتوسفير، حيث يشكل هوباء الكبريت الذي يعكس ضوء الشمس ويبرد سطح الأرض، وقد يستمر هذا الأثر في الشتاء البركاني لعدة سنوات، ويخفض درجات الحرارة العالمية بعدة درجات، ويسبب اضطرابا واسعا في الزراعة والنظم الإيكولوجية في جميع أنحاء العالم.

إن الاندلاع التاريخي يُعدّل مناظر: فقد انخفض اندلاع جبل بيناتوبو في الفلبين في عام 1991 درجات الحرارة العالمية بنحو 0.5 درجة مئوية لمدة سنتين، وينخفض هذا التجاوز في اليلوستون، مع ما يترتب على ذلك من عواقب بعيدة المدى على الأمن الغذائي والمجتمعات البشرية، ورغم ذلك، فإن هذه الأحداث نادرة للغاية، ولا تظهر المراقبة الحالية أي علامات على وجود تصاعد مستمر.

مخاطر أخرى: تدفقات لافا، مفجّرات هيدروائية، ومزارع أرضية

وفي حين أن الانفجارات المتفجرة تلفت الانتباه إلى حد كبير، فإن النشاط البركاني الذي يقوم به يلوستون يمكن أن يشمل أيضا تدفقات من الحمم الصلصة الصغيرة التي تشكل أخطارا محلية، وهذه التدفقات عادة ما تكون بطيئة الحركة، ولكنها يمكن أن تدمر النباتات والهياكل الأساسية وتغير المناظر الطبيعية.

وتحدث انفجارات هيدرائية للحرارة عندما يشتعل الماء المحاصر في غرف تحت الأرض بسرعة إلى البخار، مما يتسبب في انفجارات عنيفة تحركها البخار، وقد وقعت هذه الأحداث في تاريخ الحديقة الأخير ويمكن أن تخلق محركات وحطام بالدبابات، وتتسبب في مخاطر على الزوار والحياة البرية.

ويمكن أن يرافق النشاط السيزمي، بما في ذلك حزام الزلازل، الاضطرابات البركانية، ولكن أيضاً ناتجة عن نظم العطل المعقدة في المنطقة، وفي حين أن معظم الزلازل طفيفة، فإنها يمكن أن تُحدث الانهيالات الأرضية أو الصخور في التضاريس العميقة.

مقارنة بين الفولطكانيات الأخرى حول العالم

ويلوستون هو أحد بين عدة طووعات سوبراكونية معروفة عالمياً، وقد أنتجت توبا كالديرا في إندونيسيا ثورة ضخمة منذ نحو 000 74 سنة، مما قد يكون سبب شتاء بركاني وأثر على السكان في وقت مبكر من البشر.

وفي أمريكا الجنوبية، فإن الـ Cerro Galán] caldera in Argentina and the ]La Pacana] caldera in Chile are among the largest known volcanic depressions, formed by supereruptions millions of years ago. What distinguishes Yellowstone is its location critical infrastructure within a dense

إن البنية التحتية للرصد في يلوستون من بين أكثر النظم تقدما في العالم، وهي بمثابة نموذج لدراسة النظم البركانية الكبيرة الأخرى، ولبيانات عالمية شاملة وبحوث بشأن الفولكان، يقدم برنامج الفولكانية العالمي التابع للمؤسسة (Smithsonian Institution) موارد واسعة النطاق وتحديثات علمية.

الحياة بعد الإحباط: قدرة يلوستون على التكيف الإيكولوجي

وعلى الرغم من الإمكانات التدميرية للتصريفات الخارقة، فقد أظهرت مشهد يلوستون مرونة ملحوظة وتجديدا إيكولوجيا، حيث تتحول طبقات الرماد البركاني السماكة من الانفجارات السابقة في نهاية المطاف إلى تربة خصبة تدعم مختلف الغابات والأعشاب والأراضي الرطبة، وتحافظ الحرارة الحرارية الأرضية على ميكرومتر فريد حيث تزدهر النباتات والحيوانات المتخصصة.

إن النظام الإيكولوجي الأعظم في اليلوستون هو أحد أكثر النظم الإيكولوجية غرابة في العالم، حيث يوجد في الأرض أنواعاً مكوّنة مثل البستون، والفول، والذئاب، والدب الرمادية، والعديد من أنواع الطيور، وتحفر الأنهار والمجاري عبر الصخور البركانية، وتظل بعض المجاري الحرارية في مدار السنة دافئة، وتوفر موائل لل الكائنات الحية المكيّفة حراري.

بعيداً عن أرض بارين، كالديرا اليوم هو مختبر حي يظهر قدرة الطبيعة على التعافي والتكيف بعد أحداث كارثية،

الأسئلة المتكررة

متى سيثور (يلوستون) مجدداً؟

وتفترض الأدلة الجيولوجية أن انفجارات اليلوستون الكبرى تحدث على فترات من مئات الآلاف من السنين، وتقدر الوكالة الاحتمال السنوي لتصريف السوبر في يلوستون بحوالي 1 في 730 ألف، وأن أكثر الأنشطة البركانية احتمالاً في الأجل القريب ستكون تدفقات أقل من الحمى غير المستغلة أو هيدروائية.

هل يمكن لثورة يلوستون أن تدمر الولايات المتحدة بأكملها؟

لا، في حين أن إبطال اليلوستون سيكون له آثار إقليمية وعالمية مدمرة، بما في ذلك انتشار الرماد وآثار المناخ، فإنه لن يبيد البلد بأسره، وسيواجه النظامان البشري والإيكولوجي تحديات شديدة، لا سيما قرب موقع الانفجار، ولكن البقاء والانتعاش سيكونان ممكنا، لا سيما في المناطق البعيدة عن الكالسلديرا.

كيف يُدرس العلماء غرفة الماما تحت يلوستون؟

ويستخدم الباحثون مجموعة من الأساليب الجيوفيزيائية للتصوير وفهم غرف المغناطيس في يلوستون، وتشمل هذه الأساليب رسماً زلزامياً يستخدم موجات زلازل لخلق نماذج ثلاثية الأبعاد للهياكل دون السطحية؛ والسبر الكهرومغناطيسي، الذي يقيس تفاوتات في السلوكيات الكهربائية؛ ودراسات استقصائية للجاذبية تكشف الاختلافات في الكثافة تحت الأرض.

ماذا يجب أن يعرف الزائرون عن السلامة في يلوستون؟

والمتنزه الوطني الأصفر آمن عموما للزوار، مع وجود أنظمة صارمة ورصد صارمين لإدارة المخاطر الحرارية الأرضية، وينبغي للزوار أن يبقوا على متن ممشى ومسارات محددة لتجنب وجود مساحات هشة وتصليحات حرارية جغرافية، ويرصد مسؤولو بارك باستمرار النشاط البركاني ويوفروا الإنذارات في الوقت المناسب في حالة حدوث اضطرابات بركانية أو سيزمية، وتوضع خطط للطوارئ ونظم اتصال لحماية الزوار والمجتمعات المحيطة.