بركان آيسلندا: الحدود التكتونية والأشعة الحرارية الأرضية الموحدة

الجزيرة المولدة من النار والثلج

إنّها أحد الأماكن القليلة التي ترتفع فيها الحافة شبه المحيطية فوق سطح البحر، وتكشف عن آلة التكتون الخام التي تُشكل عالمنا، هذه البلاد ليست مجرد أرض ذات طوابق بركانية، بل هي نظام بركاني في حقها، وهو هضبة ضخمة من البصل تُبنى بثور لا تحصى على مدى ملايين السنين.

فهم المشهد البركاني في ايسلندا يتطلب النظر تحت السطح إلى القوات الجيولوجية التي تقودها الجزيرة تحلق مباشرة على طول خط الوسط الأطلسي، الحدود المتباينة حيث تفرقت صفائح أمريكا الشمالية و الأوراسيين في منطقة واسعة تبلغ 2.5 سنتيمتر في السنة، وهذا الفصل ليس سحبا نظيفا ثابتا، بل هو عملية مصحوبة بالزلازل، والألوان الغربية

إضافة إلى التعقيد هو البلوم الآيسلندي، وثغرة ثابتة من مادة المكرونة الساخنة بشكل غير مسموم التي ترتفع تحت الجزيرة، و هذا السباك يوصل كمية أكبر من الماما من التلال المنتشرة وحدها، مما يُسمّم القشرة ويقود النشاط البركاني المكثف الذي يميز المنطقة،

التكتونية والنظم البركانية

إن النظم البركانية في أيسلندا ليست جبالا مستقلة بالمعنى التقليدي، حيث إن كل نظام يتألف عادة من بركان مركزي، وشعلة ألياف، ونظام للسباكة الماما الذي يغذي الاندلاع على طول منطقة ضعف صدعية، والبركان المركزي غالبا ما يكون سلالة أو بركان درع، بينما يمكن أن تمتد النسيجات الريحية إلى عشرات الكيلومترات.

Eyjafjallajökull: A Case Study in Subglacial Eruption

وقد أدى انفجار إيجافجالوكول في عام 2010 إلى لفت الانتباه العالمي إلى المخاطر البركانية التي تتعرض لها آيسلندا، وقد أدى هذا البركان المركزي، الذي يغطيه قبعة جليدية من نفس الاسم، إلى انفجار متفجر عندما تفاعلت الماما مع مياه زرقاء، وظهرت الغرامة الناتجة عن ذلك في رماد الزجاج على 9 كيلومترات في الغلاف الجوي، وحملت من خلال الريح السائدة في جميع أنحاء أوروبا، مما أدى إلى إغلاق أكبر المجال الجوي منذ الحرب العالمية الثانية.

إن إيجافجاليجول جزء من نظام بركاني أكبر يشمل بركان كاتلا إلى الشرق، كما أن كاتلا، التي هي أيضا دون المستوى، لديها كابدرا تبلغ مساحتها 10 كيلومترات تقريبا في قطرها وتثور في البروتات بشكل أكثر تواترا وعنفا من جارتها، وتشير السجلات التاريخية إلى أن كتلا تثور كل 40 عاما تقريبا، مع حدوث ثورة كبيرة في 1918.

البوابة إلى الجحيم

وفي الحسابات الأوروبية في القرون الوسطى، تم النظر على نطاق واسع في مدخل الجحيم، وقد تحققت هذه السمعة من خلال ثوراتها المتكررة والعنيفة التي كانت مرئية في معظم أنحاء شمال الأطلسي، وهي سلالة ذات شكل مرتفع، حيث بلغت مساحتها 490 1 مترا تقريبا، وهي موجودة على طول منطقة خبيثة، وتتميز مستوطناتها بالتدفقات السريعة في معظم الأحيان التي لا تنتج فيها سوى القليل من النزعات السائبة.

سلوك (هيكلا) الثورى مرتبط بموقعه داخل المنطقة البركانية الشرقية جزء من منطقة وسط المحيط الأطلسي التي تهاجر شرقاً

سونيا وكرافا: كالديراس والطاقة الحرارية الأرضية

إن إسـيـلـيـا هـي عـلـم كبيـر مـن الكـلـدرات الـمـنـزلـة الـسـاخـرة في عام 1875، التي تـُـنتج عـنـوان الـطـنـة الـمـهـيـة، وتـُـشـلـك أحـد الـمـرـيـا فـيـا مـا مـا فـيـيـا فـا فـيـة، فـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـة يـيـيـنـيـيـيـيـيـنـنـنـنـنـنـة الـنـنـنـنـنـنـهـهـنـنـيـيـنـنـا فـهـنـهـهـهـنـنـيـنـيـيـا فـنـة الـهـه

وقد شهد نظام كرافل، الذي يقع في الشمال الشرقي، حلقة كبيرة من الطاقة الكهربائية التي تُستخدم في مناطق كرايفلات، حيث تُنتج عن ذلك أيضاً آلاف الزلازل، وتشوه الأرض، وتسع انفجارات على امتداد حافة كاشفة كبيرة، مما أدى إلى ارتفاع في عمق الحمم البلازما، ونحو 60 محطة من محطات توليد الطاقة الكهربائية المحتوية على حرائق.

النظم الحرارية الأرضية وتشكيلها

الطاقة الحرارية الأرضية في أيسلندا ليست منتجا ثانويا من بركانها، إنها نتيجة مباشرة لنفس العمليات الجيولوجية التي تنتج البركانات، وتدفق الحرارة المرتفع على طول المنطقة الشائكة، مقترنا بنزوات كبيرة وتشكيلات صخرية محصورة،

منطقة غيسر الحرارية الأرضية

منطقة غيزر الحرارية الأرضية في وادي هاوكادور هي أشهر ماء في أيسلندا، وتعطي اسمها للمغنيين في جميع أنحاء العالم، وعظمة جيزر نفسها كانت نشطة منذ قرون، ولكن اندلاعها أصبح أقل تواتراً وقابلية للتنبؤ به منذ القرن العشرين، وشاهد معظم الزائرين السباكات، وعموداً أصغر حجماً وموثوقاً يثور بين 5 و 10 دقائق.

مرتفعات التأقلم مع حقول منخفضة التأشيرات

موارد الطاقة الحرارية الأرضية في أيسلندا مصنفة إلى فئتين عامتين: الحقول العالية الحرارة وميادين منخفضة الحرارة، والميادين العالية الحرارة موجودة في المناطق البركانية النشطة، حيث تتجاوز درجات الحرارة تحت سطح الأرض 200 درجة مئوية في أعماق 1-3 كيلو مترات، وهذه الحقول ترتبط عادة بالنظم البركانية وتتضمن مجالات مكثفة من التهوية، والأرض المتغيرة، والأدوية العليا.

وتقع الحقول ذات التقلبات المنخفضة خارج المناطق البركانية النشطة، ولا سيما في المناطق المشتعلة من الشقق، حيث تقل درجات حرارة هذه الحقول عن 150 درجة مئوية في أعماق تصل إلى 3 كيلومترات، وترتبط عادة بمياه تدور عن طريق صخرة مائية ممزقة، وغالبا ما تكون المياه في هذه الحقول خالية من المعادن العالية، وتظهر في السطح كدفاع في الينابيع.

الطاقة الحرارية الأرضية والاستخدام

إن أيسلندا تقف كقائد عالمي في استخدام الطاقة الحرارية الأرضية، التي تستمد حوالي 30 في المائة من كهربائها و90 في المائة من تسخينها من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية والهيدرولوجية مجتمعة، وتتراوح محطات الطاقة الحرارية الأرضية في البلد من بضعة ميغاوات إلى أكثر من 300 ميغاوات، وتستخدم مجموعة متنوعة من التكنولوجيات حسب خصائص المستودع.

تقنيات توليد الطاقة

معظم النباتات الحرارية الأرضية الكبيرة في أيسلندا تستخدم دورة البخار الخفية العالية الضغط من الخزان ومضجعاً لبخار في مظلة، ثم تستخدم البخار لقود توربين، وتعاد تركيبه في الخزان للحفاظ على الضغط وحجم السائل.

ويستخدم النوع الثاني من النباتات دورة ثنائية، تعرف أيضا باسم " دورة الرنكين الأساسي " (ORC) وفي هذا النظام، يسخن السوائل الحرارية الأرضية سوائل عمل ثانوية مثل الخماسي أو الأيزوبوتان، وهي درجة أقل من المياه، ولا يمكن أن تزدهر الموانع الثانوية وتقود توربينا، بينما يظل سائل الحرارة الأرضية سائلا ويعاد حرق 130 محطة احتياطية.

تطبيقات الاستخدام المباشر

وفيما عدا توليد الكهرباء، تستخدم أيسلندا الحرارة الحرارية الأرضية لمجموعة واسعة من التطبيقات المباشرة، والأهم من ذلك هو تدفئة المناطق، حيث تُضخ المياه الساخنة من حقول الحرارة الأرضية إلى المباني السكنية والتجارية، ويخدم نظام التسخين في منطقة ريكيافيك، الذي تديره شركة ريكخافيك للطاقة، أكثر من 000 230 شخص من خلال شبكة من خطوط الأنابيب تبلغ 300 1 كيلومتر، وتستخدم المياه الساخنة في التدفئة الفضائية، والماء الساخن، حتى من المياه الجانبية.

كما أن الحرارة الحرارية الأرضية تستخدم على نطاق واسع في الزراعة وتربية الأحياء المائية، وقد تسخن هذه المياه بواسطة طماطم المياه الحرارية الأرضية، والخيارات، والفلفرات، والزهور في جميع أنحاء العالم، مما يقلل من الحاجة إلى المنتجات المستوردة، ومدينة هفوراجري، التي تقع في منطقة أوفلوتس المائية الحرارية الأرضية، ربما تكون معروفة لصناعة الاحتباس الحراري الواسعة النطاق التي تستفيد من نمو الأسماك الأمثل المستقرة المنخفضة التكلفة،

الاعتبارات البيئية والجيولوجية

استغلال الموارد الحرارية الأرضية ليس بدون تأثيرات بيئية، وقد نفذت آيسلندا تدابير للتخفيف من هذه الآثار، أكثر القضايا شيوعاً هي تنحية الأراضي، والزلزال المستحث، والإطلاق من كبريتيد الهيدروجين والغازات الأخرى، وإعادة استخدام السوائل الحرارية الأرضية المستنفدة هي ممارسة عادية، حيث أنها تساعد على الحفاظ على ضغط الخزان، وتخفض الانبعاثات السطحية، وتخفف من خطر التخدير الحقيقي.

كما أن النظم البركانية والحرارية الأرضية في آيسلندا هي مصادر طبيعية لثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، في حين أن محطات الطاقة الحرارية الأرضية في أيسلندا تقل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل وحدة من محطات الوقود الأحفوري، فإنها لا تزال تسهم في الانبعاثات في الغلاف الجوي، ومشروع كارب فيكس، الذي طوره مركز الطاقة في ريكهافيك في شراكة مع مؤسسات بحثية أخرى، يعالج هذه المسألة من خلال استيعاب ثاني أكسيد الكربون من البخار الحراري في عملية التكوين الحراري الأرضي.

الخلاصة: الديناميكية، الأرض المعيشية

البركان و الملامح الحرارية الأرضية ليست بقايا ماضي بعيد إنها نشيطة وتطورات

المعرفة المكتسبة من دراسة أنظمة ايسلندا البركانية والحرارية الأرضية لها آثار بعيدة عن حدود الجزيرة، وفهم كيف تنمو غرف الماما وكيف تنفجر، وكيف يتم إعادة شحن الخزانات الحرارية الأرضية، سيفيد مستقبل علم البركان والطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم، ويسدي إلى مختبر طبيعي يمكن فيه ملاحظة هذه العمليات وقياسها في الوقت الحقيقي، ويوفر بيانات أساسية لتقييم المخاطر، وتخطيط الطاقة.

بالنسبة لأولئك المهتمين بمعرفة المزيد عن جيولوجيا ايسلندا البركانية، [الإحاطة] Icelandic Institute of Natural History's Volcano Database يقدم معلومات مفصلة عن كل نظام بركاني.