النشاط البركاني بوصفه قوة أساسية في مجال بناء القدرات

النشاط البركاني يمثل واحدة من أكثر العمليات الجيولوجية دينامية وقوة التي تُشكل سطح الأرض، عبر النطاقات الجيولوجية، الثوران مستمر في بناء أشكال جديدة من الأرض، وتمزقها، وإعادة توزيع كميات كبيرة من المواد عبر الكوكب، والتفاعل بين الحرارة الداخلية والعمليات السطحية يؤدي إلى تغير مستمر في المشهد الذي يتراوح بين تذبذب الفول السوداني إلى لوحات شاسعة من اللافوا

إن الغلاف الجوي للأرض مقسم إلى لوحات تكتونية حيث تركز نشاطات بركانية، وحوالي 90 في المائة من جميع الثورات البركانية تحدث على طول حدود اللوحات، ولا سيما في المناطق الفرعية ودرجات التلال في وسط المحيط، أما النسبة المتبقية فهي 10 في المائة فيقع في بؤر التراب، حيث ترتفع السباكات المفترسة من خلال القشرة لتكوين مراكز مختلفة للطينات السطحية.

آليات تشييد الأراضي البركانية

تركيبة الماجما وعلامات الإرغام

وتُحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للماما ما إذا كان الانفجار ينتج تدفقات من الحمم النحيلة أو أعمدة متفجرة من الرماد والصخور.

إن المحتوى المتقلب للماجم، ولا سيما الماء وثاني أكسيد الكربون، يُعدل ديناميات الانفجارات الأخرى، وعندما يُقلل من الضغط من الماجم، تتوسع الغازات المُنحلة بسرعة، وتُجزّئ الماما إلى الجسيمات الهوائية، ويمكن للثورات المتفجرة أن تقذف المواد في سُلُبٍ خارقة، وتنشر الرماد في جميع القارات وتُودُع كميات هائلة من الحطام الصخري حول الفتحة.

العمليات البناءة والهدمية

فالنشاط البركاني يبني ويدمر في نفس الوقت، فخلال الانفجارات الفادحة، تتراكم الحمم تدريجيا، وتتراكم طبقة على طبقة، وتبني قنابل وهضانات من خلال التراكم المستمر، وقد تزيل الانفجارات البركانية، على النقيض، مواد القمة حتى عندما ترسب على المزلاجات، ويقرر التوازن بين البناء والدمار الشكل النهائي لدورة التلال البركانية المتكررة.

فغروف ماجما تحت البركان تمارس ضغوطا على الصخور المغمورة، مما يتسبب أحيانا في تصعيد الأرض قبل الانفجارات، وبعد أن تنفجر الغرفة، قد ينهار السطح إلى الفراغ، مما يشكل حرارة، ويمكن أن تكون هياكل الانهيار هائلة، حيث يمتد قطرها نحو 20 كيلومترا، ويحدث التسلل اللاحق من العجلات بواسطة الدراجات، والبحيرات،

الـمـوسـم البركاني وتشكيلهـم

فولكان الدروع

البراكين الدرعية تستمد أسمها من تشابهها إلى درع محارب ملقى على الأرض هذه البنى الضخمة تُظهر منحدرات رقيقة تتراوح بين درجتين وعشر درجات تقريباً من تدفقات الحمم البصلية المتتالية، ودرجة التألق المنخفضة من الحمم البسالة تسمح لها بالسفر عن مسافات كبيرة من فتحة التهوية، وأحياناً تتدفق 50 كيلو متراً أو أكثر قبل التقوية.

(أ) تقدم جزر هاواي أضخم الأمثلة على بركان الدروع على الأرض. ) Mauna Loa and Mauna Kea rise over 9,000 meters from the seafloor, making them lengther than Mount Everest when measured from their submarine base. The volume of Mauna Loa exceeds 75,000 cubic kilometers

كما أن البراكين الدروعي تحدث في أجساد كوكبية أخرى. Olympus Mons on Mars]، أكبر بركان في النظام الشمسي، هو بركان درعي تُقطر أبعاده أي نظير أرضي، وقد أدى تكوينه تحت قشرة المريخ الأقل سميكة والقشر القديم إلى إنتاج هيكل يتجاوز طوله 600 كيلومتر.

ستراتوفولكان

إن البراكين الخرسانية، التي تسمى أيضا البركانات المركبة، هي من أكثر الترابات البركانية المذهلة وخطورة، وهذه الترسبات ذات الجانب العميق تنبع بشكل كبير من الأراضي المحيطة، التي كثيرا ما تُطغى بواسطة كرات القمة أو دُمغات الحمم، وهي هيكل مطبق على مبني من تدفقات الحمم المتناوبة، والودائع البركانية، تعطيها سميتها وحساباتها.

The typical stratovolcano erupts intermittly over tens of thousands to hundreds of thousands of years. Mount Fuji in Japan, Mount Rainier in the United States, and Mount Vesuvius in Italy] are traditional examples whose symmetrical cones have become cultural symbols.

وتنتج ثورات ستراتوفولكانو بعض من أكثر الظواهر البركانية تدميراً، وتتدفقات البتروكات، وهبات الغاز الساخن والصخور التي تنحدر من منحدرات إلى مئات الكيلومترات في الساعة، وتطرح مخاطر شديدة على السكان المحيطين، وقد برهن انفجار عام 1980 لـ مورينت سانت هيلانات ] على مدى إمكانية حدوث انفجارات في جميع المناطق.

Cinder Cones

تمثل مواسير القمار أبسط وأوفر أنواع التراب البركاني، وهذه التلال الصغيرة ذات الجانب العميق لا تزيد عادة عن بضع مئات متر فوق محيطها، حيث تقترب المنحدرات من زاوية الزواحف من المواد الرطبة المكشوفة، وتتكون قوارير القندس عندما تثور ميغاهيمة الغاز في نافورة من البقع الماكنة

ومعظم الكاراتيات المتصدعة تنفجر مرة واحدة فقط، حيث استمر النشاط من بضعة أيام إلى سنوات قليلة. Parícutin in Mexico]، وحدثت إحدى البراكينات القليلة التي شهد العلماء دورة حياتها بأكملها، من شق في حقل ذرة إلى مشهد 424-meter بين عامي 1943 و1952.

تشكيلة جزيرة بركانية

جزر هوتسبت

وتخلق البراكين الساخنة سلاسل من الجزر البركانية التي تسجل حركة الصفائح التكتونية على الأعمدة الثابتة، حيث تنجرف الصفائح عبر بقع ساخنة، وشكل البركان، وتصبح منقوصة في نهاية المطاف، وتنتقل من مصدر الماغم، وتمتد جزر هيواي - إيمبر توغل تدريجياً [FLT]

وتبدأ عملية تكوين الجزر في منطقة المستودعات الساخنة بثورات غواصة تبني جبلا بحريا من قاع المحيط، وعندما يخترق الجبل البحري سطح البحر، تحدث انفجارات فاحشة متفجرة في المياه البحرية، وتنتقل عبر الزمن إلى ارتفاعات تحتية، وتبني الجزيرة إلى أعلى وخارجه، وتحتاج البقعة الدرقية من جزيرة هاواي إلى ما يقرب من 000 500 نسمة.

منطقة فرعية

وتتكون القوس الجزرية من حيث تُنتج اللوحات البحرية تحت لوحات محيطية أخرى، وتولِّد سلاسل من الجزر البركانية موازية لمنطقة التخضّص، وتولّد جزر ألويتية، وأرخبيل إندونيسيا، وجزر ماريانا ] هذه المناطق التي تُنتج فيها كميات من التكتلات التكتونية.

وتعاني البراكين الجزريين في كثير من الأحيان من حدوث ثورات كارثية تعيد تشكيل السواحل وترسيخ طبقات سميكة من الرماد عبر المحيط المحيط المحيط، وقد أدى انفجار Krakatau في إندونيسيا إلى تدمير أغلبية الجزيرة، مما أدى إلى تجدد شريط كالديرا مرئيا فوق المياه.

تعديل المنافذ البرية الموجودة

Caldera Formation

إن انهيار كالديرا يمثل أحد أكثر التحولات درامية في المناظر البركانية، وعندما يُخلى ثورة كبيرة حجرة الماما تحت بركان، فإن الصخرة المغمورة تفتقر إلى الدعم وتنهار في الفراغ، مما يخلق حوضا يمكن أن يمتد إلى عشرات الكيلومترات، وقد يملأ الكادرا الناتج بالماء لتكوين بحيرة أو يحتوي على دوامات تصاعدية من جديد.

(الـ (الـ (الـ (الـ (الـمـوسـم الـمـوسـم الـمـوسـم الـمـنـيـنـيـنـيـةـيـةـيـةـيـلـيـةـيـةـيـةـيـةـة (ـ (الـمـيـمـاـيـيـمـيـيـمـيـيـيـيـيـمـيـيـمـمـيـيـيـيـيـيـيـيـمـمـيـيـمـمـيـيـمـيـيـيـيـيـيـيـيـمـمـيـمـمـيـيـيـمـيـيـيـيـمـيـيـمـيـيـيـمـمـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـيـمـمـيـيـيـ

Lava Plateaus and Flood Basalts

وتمثل مقاطعات خليج الفيضانات القارية البركانية على نطاق غير عادي، وتغطي هذه التراكمات الواسعة من الحمم الباسالطي مئات الآلاف من الكيلومترات المربعة، وتشكل مهابط مسطحة مرتفعة تستمر لعشرات الملايين من السنين، وتبلغ مساحتها الإجمالية مجموعة حوض نهر كولومبيا في المتوسط 210 كيلومترا مربعا.

وتغطي مراكب العصي في الهند ] 000 500 كيلومتر مربع وتمثل واحدة من أكبر المقاطعات البركانية على الأرض، وقد تزامن ثورانها قبل حوالي 66 مليون سنة مع حدث انقراض مسبب للخلل، مما أدى إلى قيام العلماء بالتحقيق فيما إذا كانت الغازات البركانية والمواد الأيروسية تسهم في التغيرات البيئية التي تؤثر على التنوع البيولوجي العالمي.

الآثار الإيكولوجية للنشاط البركاني

تدمير وخلافة الموئل

ويمكن أن تدمر الثورات البركانية النظم الإيكولوجية القائمة في غضون دقائق، ودفن الغابات والبحيرات والتربة التي تُطوف من الرماد أو الحمم أو الرواسب البركانية، وقد أُسقطت في عام 1980 أكثر من 600 كيلومتر مربع من الغابات المزروعة، مما أدى إلى مقتل ملايين الأشجار وتشريد الحيوانات التي لا تحصى.

(ب) إن التعاقب الإيكولوجي في أعقاب الاضطرابات البركانية يمضي في مراحل يمكن التعرف عليها. ] الأنواع الرخوة، بما في ذلك الليشن والموسى ونباتات تثبيت النيتروجين، وتستعمر الغطاء النافر خلال أشهر إلى سنوات من الاندلاع، وتثبّت هذه المستعمرات المبكرة في السطح وتثري التربة النامية ذات الأنواع العضوية، على مدى عقود،

وقد وفر ثورة كراكاو لعام 1883 مختبرا طبيعيا لدراسة استعادة النظام الإيكولوجي في الجزر، حيث قام الانفجار بتعقيم جزيرة راكاتا بالكامل، مما أدى إلى القضاء على جميع الحياة البرية، وفي غضون ثلاث سنوات، قام العلماء بتوثيق وصول الأسمدة والعشب، التي تنقلها تيارات الرياح والمحيطات، وبحلول عام 1930، تطورت طائفة متنوعة من الغابات، بما في ذلك الأنواع التي تنقلها الطيور والضربات الإيكولوجية، وتظهر الاختلافات التي لا تزال قائمة اليوم.

إنشاء الموئل الجديد

كما أن الانفجارات البركانية تخلق موائل جديدة تماما لن توجد خلاف ذلك، حيث إن تدفقات لافا التي تصل إلى المحيط تبنى خطا ساحليا جديدا توفر الغطاء الفرعي للمجتمعات البحرية، وتخلق مواسير للطيور المائية مجهرية مزودة بنظم متخصصة للحرارة والرطوبة، وتخلق المنحدرات الشديدة من الجبال البركانية مستويات مرتفعة تدعم النظم الإيكولوجية المتميزة من القاعدة إلى القمة.

The islands formed by hotspot volcanism provide particularly instructive examples of habitat creation. Each new Hawaiian island emerged from the sea as a bare rock surface, progressively colonized by organisms arriving through long-distance dispersal. The isolation of these islands and their varied habitats led spectacular adaptive radiation, with species evolved to fill niches unavailable in continental settings. [Feepersi:0]

التربة البركانية والإنتاجية الزراعية

خصائص أنديسول

وتنمو التربة البركانية المصنَّفة على أنها أنسول في تربة التحصين، من طقس الأرض البركانية بما في ذلك الرماد والقشرة واللبنة، وتمتلك هذه التربة خصائص مادية وكيميائية فريدة تميزها عن أوامر التربة الأخرى، ويشمل تركيبها المعدني مواداً من قبيل مادة السوفين والمعادن ذات الحجم الغلياني التي تشكل عن طريق سرعة طقس البراكين في إطار الزجاج.

وتظهر الأنديز خصائص مادية استثنائية للنمو النباتي، إذ إن مواضع الطين الفلورية في هذه البلدان تُعدُّ مواسير عالية وكثافة كبيرة منخفضة [(FLT:1]) تعزز التغلغل الجذري وتسرب المياه، كما أن المعادن الطينية المتناثرة تخلق مناطق سطحية كبيرة تحافظ على المغذيات ضد الرش، مما يجعل هذه التربة خصبة طبيعية حتى في المناطق التي ترتفع فيها الأمطار.

بناء المناطق الزراعية في المؤسسات البركانية

بعض المناطق الزراعية الأكثر إنتاجية في العالم تحدث في التربة البركانية، كما أن جزر جافا والبالي في إندونيسيا تحافظ على أعداد كبيرة من السكان من خلال الزراعة في التربة البركانية، بما في ذلك المرتفعات في كينيا وأوغندا ورواندا، وتدعم الزراعة المكثفة في المناظر البركانية الخصبة، وبالمثل، فإن جزر جافا والبالي في إندونيسيا تحافظ على أعداد كبيرة من السكان التسلق عبر الزراعة في التربة البركانية، مع المزارعين الراعيين.

The Campania region of Italy], located around Mount Vesuvius, has been farmed continuously for over two thousand years. The volcanic soils produce extraordinary yields of tomatoes, grapes, and citrus fruits, contributing to the distinctive character of Italian cuisine. The periodic ash eruplentions actually destructive soil scientists might view astriish agricultural

وتزدهر زراعة البن في التربة البركانية في مناطق منها كولومبيا وإثيوبيا وأمريكا الوسطى، وتخلق مزيجا من الخصوبة المعدنية، والصرف الصحي الجيد، والحمض المعتدل ظروفا متنامية مثالية للقهوة ذات الجودة العالية، وتوضح القيمة الاقتصادية للتربة البركانية سبب استمرار السكان في العيش والزراعة في ظل البركانيات النشطة، وقبول المخاطر التي تتعرض لها المكافآت الزراعية.

Volcanic Influences on Climate Systems

الآثار الجوية القصيرة الأجل

2 - إن الانفجارات البركانية الكبيرة تحقن كميات كبيرة من الغازات والجسيمات في طبقة الستراتوسفير، حيث تستمر لمدة أشهر إلى سنوات وتؤثر على المناخ العالمي، ويشكل ثاني أكسيد الكبريت الذي يتحول إلى هوباء الكبريت هزة تعكس الإشعاع الشمسي الذي يقلل من الإشعاعات الناشئة، مما يسبب التبريد السطحي.

كما أن هباءات البركان تؤثر على أنماط التداول في الغلاف الجوي، وتبريد طبقة الغلاف الجوي السفلي يغيّر درجات الحرارة التي تقود مسارات الطائرات، وتتبعات العواصف المحتملة، وأنماط التهطال، وثورة مورونت تامبورا في عام 1815 أدى إلى إخفاق ثلج دون سومر في 18 حزيران/يونيه.

Long-Term Climate Implications

إن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البركاني تساهم في تأثيرات الدفيئة الطبيعية للأرض، فبينما تُطلق الإنفجارات الفردية كميات متواضعة نسبياً مقارنة بالانبعاثات البشرية، فإن النشاط البركاني المستمر على النطاقات الزمنية الجيولوجية يمكن أن يؤثر على تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، فقد ارتبطت انفجارات الفيضان القاري التي تُطلق كميات هائلة من الغازات البركانية على مدى ملايين السنين بظواهر حرارة في الماضي.

بيد أن الآثار المناخية الطويلة الأجل للنشاط البركاني تتوقف على التوازن بين الاحترار من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والتبريد من هوباء الكبريت، وفي الجو الحديث، يغمر ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ المساهمة البركانية، وتكمن الأهمية الرئيسية للآثار المناخية البركانية في إظهارها للكيفية التي يمكن أن تحدث بها التغيرات البيئية السريعة، مما يوفر مقاييس لفهم تقلبات المناخ الطبيعي والعواقب المحتملة المترتبة على النظام الأرضي الكبير.

الأخطار البركانية والتكيف البشري

الأخطار البركانية الرئيسية

ويجب على المجتمعات البشرية التي تعيش بالقرب من البركان أن تواجه مخاطر متعددة تمتد آثارها إلى ما بعد موقع الانفجار الفوري. ] تدفقات لافا تدمر المباني والهياكل الأساسية، لكنها عادة ما تتقدم ببطء بما يكفي للسماح بالإجلاء. ]

Lahars], volcanic mudflows triggered by the melting of ice and ice or by heavy rain on loose ash deposits, can travel tens of kilometers from the volcano, burieding valleys and communities. The 1985 eruption of Nevado Armuz in Colombia generated lahars that killed approximately 25,000 people in Colombia

الرصد والتخفيف

Modern volcanology employs sophisticated monitoring networks to detect signs of impending eruption and mitigate hazards. Seismic monitoring tracks the movement of magma through the crust, as magma migration generates characteristicزلs swarms. ]Ground deformation measurements

ويتطلب التخفيف الفعال من المخاطر ترجمة الرصد العلمي إلى تحذيرات قابلة للتنفيذ بالنسبة للسكان الضعفاء، وتوفر USGS Cascades Volcano] ]Observatory]] رصداً دائرياً على مدار الساعة للبراكين الراكزة، وإصدار تنبيهات وتنسيقاً مع وكالات إدارة الطوارئ.

إن النشاط البركاني يظل واحدا من أكثر القوى الجيولوجية التي تؤثر على سطح الأرض، فمن بناء سلاسل جزرية كاملة إلى تخمير التربة الزراعية، من إطلاق شذوذ المناخ العالمي إلى توليد موائل جديدة للاستعمار البيولوجي، فإن آثار البركانية تمتد عبر كل مجال من مجالات نظام الأرض، ولا يُفهم هذه العمليات فقط تاريخ الكوكب الدينامي بل يوفر أيضا المعرفة العملية اللازمة للتطور.