"الفيلق الأصفر" "الفيلكان السوبر بينيث"

The Mantle Hotspot and Tectonic Context

ويقع حجر الصفراء على عمق مناجم، وهو ارتفاع مستمر في الصخور الساخنة بشكل غير عادي من أعماق الأرض، ويظل هذا السباك ثابتا نسبيا بينما تتحرك صفيحة التكتون في أمريكا الشمالية جنوب غربا على سطحه بمعدل يتراوح بين ٢ و ٣ سنتيمتر سنويا، وقد ترك هذا العرض أثرا للنشاط البركاني الذي يمتد من نقطة اليوثونية الحالية.

وغرفة الماما التي تقع تحت يلوستون نظام معقد ودينامي، وليست مجموعة واحدة من الصخور المزروعة بل منطقة " مدفعية " غنية بلورة، تحتوي على جيوب من الماغيمة المتحركة جزئيا، وتقنيات التصوير المهتزج، مثل طراز الزلازل، تكشف عن خزانين متداخلين من الماغيات، وهما حجرتان سطحيتان يتراوح مجموعهما بين ٥ و ١٥ كيلومترا و ١٠ أميال.

Antomy of the Caldera: Spectacular Geothermal Features

وحتى في غياب الانفجارات الرئيسية، فإن اليلوستون هو أحد أكثر المعالم البراكانية دينامية في العالم، حيث أن الحرارة الهائلة من نظام الماما الأساسي يغذي أحد أكثر المناطق الحرارية الأرضية اتساعاً وتنوعاً على الكوكب، كما أن حديقة اليودستون الوطنية تحتوي على أكثر من 000 10 سمة حرارية جغرافية، بما في ذلك المعالم المميزة، والينابيع الساخنة، والبقع المزودة، 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 توازن دقيق بين السباكة والضغط ودرجات الحرارة، ويحتوي الحدائق على أكثر من ٥٠٠ من المغنيين النشطين.

هذه المجوهرات تتحول إلى المياه الجوفية التي تسخنها الماغي و تحاصرها في غرف تحت الأرض، ومع بناء الضغط، ترتفع المياه عالي الحرارة إلى البخار، مما يسبب اندلاعا عنيفا، ويمكن أن تتباين فترات الاندلاعات المهتزجة وشدتها مع النشاط السيزمي، والتغيرات الموسمية، والتحولات في النظام الحراري الهيدرولوجي.

سبرينغز الساخنة، و"مودبوتس" و"فومارولي"

إن الينابيع الساخنة الملونة في يلوستون، مثل الربيع الكبير من الجائزة الكبرى وسباق ماموث الساخن، هي نتيجة ارتفاع المياه الجوفية المسخنة إلى السطح، كما أن الأكواخ الحية في هذه المجمعات تنشأ عن البكتيريا الحرارية والأثرياء التي تزدهر في درجات حرارة شديدة، وتشكل خامات مجهرية في ظل ظروف برتقالية وخضراء وليس آثارا أصفرية.

والبؤر المزودة بزئبق حمضية ذات مياه محدودة، حيث تغلي فقاعات الطين والكرانات بسبب الغازات البركانية، وتطلق الغازات الساخنة، أو فتحات البخار، مثل ثاني أكسيد الكبريت والكبريتيد الهيدروجيني مباشرة من الأرض، وتصاحبها في كثير من الأحيان رائحة كبريت ذات سمية، وتوفر هذه السمات دلائل هامة عن ظروف سطح الأرض وفلور الغازات.

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 بالنسبة لأشكال الحياة، ولكن مثالية بالنسبة لدرجات الحرارة المحيطة.

إن هذا النظام الحراري الجيوائي مستقر بشكل ملحوظ ولكنه حساس، فالتقلبات الأقل في حجم الماكما أو الضغط أو التكوين الكيميائي يمكن أن تغير سلوك المجوهرات والينابيع الساخنة، وقد تسبب الزلازل أو التغيرات في نظام الطاقة الحرارية المائية في توقف ظهور المعالم بصورة مؤقتة أو جديدة، والتفاعل المستمر بين الحرارة والمياه والصخور يجعل 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 أوتاه وشركاء آخرين.

Seismic Monitoring: Earthquakes as Warning Signals

وتواجه منطقة يلوستون 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 اصطدامات الصفائح التكتونية، وتسجل المزادات الموزعة في جميع أنحاء المنتزه هذه الخزائن، وتوفر بيانات حيوية عن حركة المغنطيسيات والنشاطات.

وقد تدل زيادة في تواتر الزلازل أو حجمها أو عمقها على 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، يجري رصد التشويه الأرضي باستخدام محطات النظام العالمي لتحديد المواقع والتداخل الراداري بواسطة السواتل (إنسار) وهذه التقنيات تقيس التغييرات الخفية في ارتفاع طابق الكالسلديرا، وأحيانا حسب ترتيب المنتصف، وفي الفترة بين عامي 2004 و 2009، ارتفع سطح يلوستون بنحو 30 سنتيمترا (12 بوصة) في بعض المناطق قبل أن يُخفَّض مرة أخرى.

وهذه الاضطرابات والانكماشات تعكس 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 بدقة 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 الميغا ماكسو الطازجة وقطعها.

وتوفر كاميرات المراقبة الحرارية التي تُقام تحت الحمراء على الطائرات والسواتل خرائط مفصلة لدرجات الحرارة السطحية في يلوستون، وتكشف هذه البيانات عن خصائص حرارية جديدة أو مكثفة وتساعد على اكتشاف الشذوذ الحراري الخفيف، وتشكل معا رصد الغازات والتصوير الحراري جزءا حاسما من مجموعة أدوات المراقبة التي تستخدمها بركانو.

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، فإن النظام البركاني لا يزال نشطا وقادرا على حدوث انفجارات أصغر، والتفجيرات الحرارية المائية، وغيرها من المخاطر، ويقدر العلماء احتمال حدوث تحلل سنوي بنسبة تقل عن ٠,٠ في المائة، ولكن تقييم المخاطر والتخطيط للتأهب أمران حيويان نظرا لما يمكن أن يحدث من نتائج.

آش فالوت: التهديد الإقليمي المباشر

إن أكثر الأخطار المباشرة وانتشاراً من انفجار الأنهار الجليدية - سواء كانت كبيرة أو متوسطة - هي سقوط الرماد البركاني، حيث تتكون الآش من جسيمات زجاجية بركانية جميلة يمكن أن تنقلها الرياح مئات أو آلاف الأميال، ويمكن لأشفال أن تعطل الحياة اليومية، وتدمر المباني بتصفيق السقوف، وتلوث إمدادات المياه، وأجهزة تدمير، وتتسبب في مشاكل الجهاز التنفسي.

وفي انفجار متوسط يقذف بضعة كيلومترات مكعبة من المواد، يمكن للرماد أن يغطي أجزاء كبيرة من الولايات المتحدة الوسطى التي تضم 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.

فالثورات التاريخية تقدم شواهد: فقد أدى انفجار جبل بيناتوبو في الفلبين في عام 1991 إلى انخفاض درجات الحرارة العالمية بنحو 0.5 درجة مئوية لمدة سنتين، وينخفض ارتفاع درجة حرارة اليلوستون هذا، مع ما يترتب على ذلك من عواقب بعيدة المدى بالنسبة للأمن الغذائي والمجتمعات البشرية، ورغم ذلك، فإن هذه الأحداث نادرة للغاية، ولا يظهر الرصد الحالي أي علامات على وجود تجاوز متصاعد.

الأخطار الأخرى: تدفقات لافا، المتفجرات الحرارية المائية، وزلزال

وفي حين أن الانفجارات المتفجرة تلفت الانتباه إلى حد كبير، فإن النشاط البركاني الذي يقوم به يلوستون يمكن أن يشمل أيضا تدفقات غلاف أحادي الصخرة الصغيرة التي تشكل مخاطر 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 يسبب انفجارات عنيفة تحركها البخار، وقد وقعت هذه الأحداث في تاريخ الحديقة الأخير ويمكن أن تخلق حفرا وحطاما مشتعلا، مما يشكل مخاطر على الزوار والحياة البرية.

ويمكن للنشاط السيزمي، بما في ذلك حزام الزلازل، أن يرافق 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 الفولكان السوبركانيين الآخرين حول العالم

ويلوستون هو أحد بين عدة طوائف سوبركانية معروفة عالمياً، وقد أدى Toba Caldera] في إندونيسيا إلى ثورة واسعة النطاق قبل نحو 000 74 سنة، مما قد يكون قد تسبب في فصل 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 هي من أكبر الكساد البركاني المعروف، الذي شكله الإفراط في الإهتمام قبل ملايين السنين.

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 السميكة من الانفجارات السابقة إلى تربة خصبة تدعم مختلف الغابات والأعشاب والأراضي الرطبة، وتحافظ الحرارة الحرارية الأرضية على ميكلويتس فريدة حيث تزدهر النباتات والحيوانات المتخصصة.

إن النظام الإيكولوجي الأعظم في اليلوستون هو أحد أكثر النظم الإيكولوجية غرابة في العالم، حيث يوجد في الأرض أنواعاً مائلة مثل البستون، والفول، والذئاب، والدب الرمادية، والعديد من أنواع الطيور، وتحفر الأنهار والمجاري عبر الصخر البركاني، وتظل بعض المجاري الحرارية في مدار السنة دافئة، وتوفر موائل للكائنات الحية المكيفة 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؟

وتشير الأدلة الجيولوجية إلى حدوث انفجارات كبيرة في اليلوستون على فترات من مئات الآلاف من السنين، وتقدر الوكالة الاحتمال السنوي لتصريف الخراف في اليلوستون بحوالي 1 في 730 ألف، وأن أكثر الأنشطة البركانية احتمالاً في المدى 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، فالنظم البشرية والإيكولوجية ستواجه 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؟

وكان الباحثون يستخدمون مجموعة من الأساليب الجيوفيزيائية للتصوير وفهم غرف المغناطيس في يلوستون، وتشمل هذه الوسائل 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.