الفيزيائية 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 ملعب 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 السمات المادية المميزة التي يستخدمها علماء الجيوشات لرصد النشاط.

هذه المادة تعرض فحصا شاملا للعناصر المادية الرئيسية للبراكين، بما في ذلك الحفر، وتدفقات الحمم، والهبات، والكالدراس، والهضبة، والملامح الإضافية مثل أنابيب الحمم، والدميات البركانية، والزيارات، وودائع التفاح، والبوماروول، وتساعد هذه السمات العلماء على تفسير العمليات البركانية وتقييم المخاطر، مع توفير رؤية عن تطور الأرض الجيولوجيا.

المقاتلون: مؤتمر القمة

إن الكرات من بين أكثر الملامح التي يمكن التعرف عليها وعلامات البركان، وهي عادة ما تكون في القمة، على شكل أضواء من نوع البول أو على شكل نسيج، على الرغم من أنها يمكن أن تحدث أيضا على البراكين، وتختلف الفئران كنتيجة مباشرة للثورات المتفجرة التي تفجر الصخر والحطام أو من خلال انهيار المخروط البركاني عندما ينسحب أسلوب المغنط من القناع الذي يقل عن القاعده.

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 الحفريات المتفجرة شائعا في الفول السوداني، حيث تنتج المغنطيسيات المتتالية التي تمزق القمة.

الاختلاط والآفات الملحوظة

وتتراوح السمات بين بضعة عشرات من المترات وأكثر من كيلو متر، في حين أن الأعماق يمكن أن تختلف من حوادث ضحلة إلى حفر عميقة جدار مطاطية، وعلى سبيل المثال، فإن حفرة قمة جبل سانت هيلينز في الولايات المتحدة هي كساد مفتول على شكل حصان تم تشكيله خلال انفجاره في عام 1980، وهو ما يكشف عن انتشار التدمير.

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

كما أن المختطفين 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 تحت سرطان يمكن أن تدل على حركة الماكماة واحتمال حدوث انفجار.

مدافن لافا: ريفرز مولتن روك

إن تدفقات لافا هي تدفقات من الصخور المزروعة من مهب بركاني أثناء انفجارات فعالة أو متفجرة بصورة 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 الغزو.

طراز Lava وتدفق Behavior

وتتجه موجات الحمى الباسطية، التي هي منخفضة في سيليكا ولديها تقلل في النسيج، إلى التدفق السريع ويمكنها أن تسافر عشرات الكيلومترات من مصدرها، وتبني هذه التدفقات عادة براكين دروع واسعة النطاق ومتطورة وواسعة النطاق من حيث انتشارها في أغطية رقائق رقيقة، وفي هاواي، يتم الاعتراف بأن نوعين رئيسيين من تدفقات الحمم البسالطية: [FLT: سائل](أ)

إن المزيد من الحمم الغنية بالسيليكا، مثل الأنديز والهيوليت، أكثر وضوحاً وتدفقاً بطيئاً، وبدلاً من الانتشار على نطاق واسع، كثيراً ما تهتز هذه الحمم بالقرب من الفتحة لتشكل دواماً حادة الجانب أو تدفقات سميكة وشديدة التقلب، كما أنها تحشر غازات تزيد 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 تغذي تدفقات واسعة النطاق من الحمم، قادرة على الوصول إلى المحيط وخلق أرض جديدة، وتنجم عن الانفجارات التي تصيبها الأنفجارات المتقطعة من نوافذ الحمم، مثل السكوريا والقنابل التي تتراكم حول الفتحات الآخذة في الظهور.

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، مما يُسترشد به في 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 are stepped

(أ) إن الأنابيب (LT:0) هي سمات بارزة تُشكل عندما يبرد سطح تدفق الحمم ويُثبت، ويُزرع الحمم المزروعة التي لا تزال تُستخدم في القوارير الطبيعية، وهذه الأنابيب يمكن أن تكون واسعة النطاق وتمتد إلى عدة كيلومترات، كما أن أسطح بعض الأنابيب التي تُعدُّ أضواءً مُعدّةً، تُحدث انهياراً مُتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتْتْتْتَتْتُتَتَتَتَتَتَتَتَتُكَتْتْتَتَتُتَتَتَتَتَتْتْتَتَتَتَتَتَتَتْتْتَتَتُكَتَتَتَتْ.

المواضع: افتتاحيات الإرضاء

فتحة التهوية على سطح الأرض التي تهرب منها الماما خلال ثورة، تتباين المحركات من مدخنة مركزية واحدة إلى شبكات واسعة من النسيجات والكوندوات، وفي كل انفجار، يمكن للفتحات أن تتطور، وتتسع بسبب التآكل، وتتحول إلى حيلة صلبة، أو تدفن في خنازير التف.

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. When a fissure erupts, it can produce an impressive curtain of fire-continuous lava.

نافورات وأجهزة استنشاق

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 التي تشكل عندما تفرغ غرفة الماما 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 قطرات، ويمكن أن يكون تشكيلها مفاجئاً خلال حدث كارثي واحد أو تدريجياً من خلال سلسلة من الانهيارات الأصغر.

أنواع كالديراس

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

ويستضيف العديد من بحيرات الكهولدراس حفراً، مثل بحيرة الكراتر في أوريغون، التي تحتل الاكتئاب الذي خلفه انفجار جبل مازاما قبل نحو 700 7 سنة، وكثيراً ما تكون لهذه البحيرات نظم إيكولوجية فريدة ويمكن أن تكون مواقع للنشاط الحراري المائي.

كالديرا - تكوين القوات

إن ثورات التأشير على أساس التلفاز هي من بين أقوى الأحداث البركانية المسجلة على الأرض، ويمكنها أن تفجر أحجاما تتجاوز 100 كيلومتر مكعب من المواد، تنتج صحائف إغنمبيرية واسعة وودائع سقوط واسعة النطاق من الرماد، ومن الأمثلة التاريخية ثورة سانتوريني في اليونان التي أحدثت آثاراً شديدة على الحضارة المينوية، وانطلاقة عام 1815.

Lava Plateaus: The Accumulation of Thick Flows

إن هضبة لافا واسعة النطاق ومسطحة نسبياً إلى مناطق متخلفة برفقة بنيت نتيجة تراكم العديد من تدفقات الحمم المتعاقبة على فترات طويلة، خلافاً للبراكين الدروعية التي تُدمَّر، فإن هضبة الحمم تُظهر أفقاً أو مُطبقاً، وهي عادة تشكل أحجاماً كبيرة من الحمم البازائية المنخفضة الفيض التي تُحدث فيضات الأفقية المُثلجية.

Continental Flood Basalts

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 الهضبة المائية في المحيط شائعة 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

وتتكون الدوافع الفا عندما تنفجر موجات من الحمم السدائية أو البوليت ببطء من فتحة التفريغ فوق المصدر بدلا من التدفق بعيدا، ويمكن أن تنمو هذه الدوافع بالتضخم الداخلي أو بتفجير العمود الفقري أو الفصائل أو بالإنهيار أو بتفجير التلويث اللاحق، وكثيرا ما تكون الدوافع غير مستقرة ومحتملة للانهيار، مما قد يولد تلالات الخطيرة.

ومن الأمثلة البارزة على ذلك القبة التي لا تزال سائدة في جبل سانت هيلينز، التي نمت لسنوات بعد ثوران 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

ولا تنتج الانفجارات البركانية تدفقات الحمم فحسب، بل تنتج أيضا مواد مجزأة تعرف مجتمعة باسم tephra، وتشمل هذه الرماد (الجسيمات الأقل من 2 مم)، والرقيق (2-64 مم)، والقنابل أو القطع (الأكثر من 64 مم)، وتُطرح هذه الشظايا في الغلاف الجوي أثناء الانفجارات وتستقر حول التوابل.

Pyroclastic flows] are fast-moving, ground-hugging currents of hot gas, ash, and volcanic debris that can travel at speeds exceeding 100 km/h. They are among the most destructive volcanic phenomena, capable of destroyed areas tens of kilometers from the volcano. deposits from pyroclass flows,

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 وغيرها من المعادن، ويعد رصد تركيبات الغاز البفلوري ودرجات الحرارة وسيلة أساسية للتنبؤ بالثوران البركاني، حيث أن التغيرات في انبعاثات الغاز غالبا ما تسبق النشاط الثوري.

خاتمة

إن الملامح المادية للبراكين - من محركات القمة واللافا تتدفق إلى كتل شاسعة وهالوحات شاسعة - هي سجلات ملموسة للعمليات الداخلية الدينامية للأرض، وكل سمة تعكس تفاعلا معقدا بين تركيبة الماجما، وأسلوب الانفجار، والإطار التكتوني، وتكشف عن الرؤى في تاريخ البركان والنشاط المستقبلي المحتمل، وبدراسة هذه الملامح بالتفصيل، يمكن للعلماء فهم المخاطر البركانية على نحو أفضل.