Table of Contents

فهم منطقة كاسكاديا الفرعية وإرثها البركاني

إن بركان منطقة كاسكاديا الفرعية تمثل أحد أكثر أشكال التكتون على الأرض إثارة، منطقة كاسكاديا الفرعية هي 620 ميلاً (ألف كيلومتر) طولها حد لوحات متجانسة، حوالي 70 إلى 100 ميل (110 إلى 160 كيلو متراً) قبالة ساحل المحيط الهادئ في أمريكا الشمالية، التي تمتد من شمال جزيرة فانكوفرجيولوجيا في كندا إلى شمال كاليفورنيا في الولايات المتحدة.

إن تكوين هذه البركانات يرتبط ارتباطا وثيقا بالرقص المعقد لللوحات التكتونية الواقعة تحت المحيط الهادئ، وهي منطقة فرعية طويلة جدا، حيث ينتقل المستكشف، خوان دي فوكا، ولوحات غوردا إلى الشرق وينزلق تحت لوحات أكبر بكثير، معظمها من القارة الأمريكية الشمالية، وقد أوجدت هذه العملية الجارية ليس فقط القوس البركاني الذي نراه اليوم، بل أيضا عوامل الخطر التي لا تزال كبيرة.

الإطار الجيولوجي لمنطقة كاسكاديا الفرعية

مجموعة التكتونية والمفاوضة

منطقة كاسكاديا الفرعية تمثل مثالاً تقليدياً على خط لوحات متجانسة المحيطية - القاراتية، ويتجه صفيحة خوان دي فوكا نحو 4 سنتات سنوياً، مما يجعلها تُجرى ببطء تحت أمريكا الشمالية، وفي حين يبدو هذا معدل بطيء مقارنة ببعض المناطق الفرعية الأخرى في جميع أنحاء العالم، فإن لهذه الحركة الثابتة آثار عميقة على جيولوجيا المنطقة ونشاط بركاني.

إن مكبرات خوان دي فوكا نفسها هي في الواقع بقايا من صفيحة أكبر بكثير من التكتون، وقد انكسرت ميكروب خوان دي فوكا نفسه إلى ثلاثة أجزاء، ويطبق الاسم على اللوحة بأكملها في بعض الإشارات، ولكن في حالات أخرى فقط على الجزء المركزي، وتختلف الشظايا الثلاثة على هذا النحو: فالقطعة إلى الجنوب معروفة باسم لوحة غوداكيدية، وتُعرف القطعة إلى الشمال بأنها أنماط مختلفة.

"الطيور البحرية" "في "ميد أوسيان ريدجز

وفهما لبراكين كاسكاديا، يجب أن نفهم أولاً من أين يأتي قشرة جوان دي فوقا، والأشكال القشرية الأوقيانوغرافية من خلال الانفجارات على طول نهر خوان دي فوكا، حيث يتجه خوان دي فوقا شرقاً، يصبح أكثر كثافة، ويقلل في نهاية المطاف تحت الغطاء الشمالي الأقل كثافة في منطقة كاسكاديا تير.

إن أقدم الصخور على جزأين خوان دي فوكا وغوردا تقل أعمارهم عن 10 ملايين سنة، ويعني هذا العمر أن الغلاف الجوي المغطاة دافئ وناعم، ومن ثم فهو بطيء بشكل ثابت، وهذا الطابع الشبابي للصحن له آثار هامة على كيفية خطفه وأسلوب البركان الذي ينتجه، ودرجة الحرارة الدافئة نسبيا من الرصفة المغنطة في نهاية المطاف تؤثر على العمق الذي يصب فيه.

The Cascadia Trench: Where Plates Collide

وعلى عكس مناطق فرعية أخرى كثيرة في جميع أنحاء العالم، لا يوجد في منطقة كاسكاديا ترينش تعبير طوبغرافي درامي عن خندق المحيط العميق، ويشير النموذج السيزمي إلى أن اللوحة تدخل منطقة الخضوع في زاوية أولية ضحلة تتراوح بين 10 و 15 درجة، مما يؤدي بدوره إلى خندق ضحل، وهذه الزاوية الضحلة من الخصم هي جزئيا نتيجة للطبيعة الشابة والمتذبة لخوان.

بالإضافة إلى أن الخندق يتم ملئه بالرواسب السبب الثاني له علاقة بالبطء النسبي في معدل التخضّم بالربط مع ويلابا، كولومبيا، أومباكو، روغي، والأنهار الأخرى التي تسهم بكميات مضنية من الرواسب إلى الساحل، وسير مياه النهر تملأ الخنادق الضحلة، وبطء النمو، وقد جعل تراكم الرواسب من الصعب على علماء في التاريخ التعرف على وجود المنطقة الواقعة تحت الأرض.

عملية الاستمارة البركانية: من مرحلة الاختزال إلى مرحلة الإرضاء

الخفض الفرعي وإطلاق المياه

ومفتاح فهم التكوين البركاني في منطقة كاسكاديا الفرعية يكمن في فهم ما يحدث مع تنحدر قفص خوان دي فوقا إلى منضدة الأرض، وباعتبارها مونتاجات لوحات المحيط، فإنها تحمل مياها أدمجت في معدنها وهيكلها على مدى ملايين السنين في قاع المحيط، وفي مناطق التخصيب، يتم إطلاق المياه المخزنة والمنقلة بالطبق الميكانيكي السفلي من أعماقه.

إن هذا الإفراج عن المياه ليس عملية بسيطة، فبينما تهبط اللوحة، يرتفع درجات الحرارة والضغوط التي تسبب تغيرات كيميائية في المعادن، وهذه ردود الفعل المتناظرة تضغط الماء من المعادن في المقبض الفرعي، ثم ترتفع المياه المفرج عنها إلى منطقة المناديل التي تقع تحت الغطاء الشمالي.

Flux Melting: The Key to Magma Generation

وتنتج البركانات الكاسبية عن طريق تفرع لوحة خوان دي فوقا تحت لوح أمريكا الشمالية، وتتسبب المياه المفرج عنها من سلال خوان دي فوكا المصبب في تذبذب في المعبد، وهذه العملية، المعروفة بالذبذب، مختلفة اختلافا جوهريا عن الانصهار الذي يحدث في مرتفعات أو بقع ساخنة في وسط المحيط.

وفي حالة تذبذب المياه، تخفض إضافة المياه وغيرها من المواد المتقلبة نقطة الانصهار في الصخور المنغولية دون أن تزيد حرارتها بالضرورة، وتفكر في أن إضافة الملح إلى الملح يقلل نقطة الانصهار، مما يتسبب في تذوب الجليد عند درجات حرارة تقل عن درجة حرارة الصفر. وبالمثل، فإن المياه تعمل كتدفق يسمح للصخور المنغلية بالهب في درجات حرارة أقل من درجة حرارة.

ماجما أسنت وبوركانيك

بمجرد أن تولد المغناطيس في الحطب، يبدأ رحلته نحو السطح، المغناطيس أقل كثافة من الصخرة الصلبة المحيطة، لذا يرتفع من خلال المناورة و إلى القشرة القارية المفرحة، وكل حبوب المغناطيس يسافر رحلته الفريدة من نوعها من المناورة، ليس كل الحجابات تجعله على السطح، ولكن البركانيات مُشكلة.

ومع ارتفاع حجم المغناطيس من خلال القشرة القارية السميكة في أمريكا الشمالية، قد يحدث تغيرات كبيرة، حيث تُشكل بعض الجثتين المغنطيسيتين في القشرة، وتُشكلان حجرات المغناطيس حيث تبرد ببطء وتبلور، وتتفاعل الأخرى مع الصخور القشرية، وتذوبان وتدمج مواد قارية، وتتغير بعض هذه الحوادث تغيرا كبيرا وتثور كحجر زراعي.

وهذا التنوع في تركيبة الماكما هو أحد الخصائص المميزة لبراكين الكاسب، وعلى عكس الغلافات البسالة الموحّدة نسبياً في هاواي أو آيسلندا، يمكن لبراكين كابيدية أن تثور أي شيء من البصل إلى الإيثيليت، مع وجود أنداسي وسدائي شائع بشكل خاص، وتميل هذه الماكرات الأكثر ثراءاً إلى أن تكون أكثر وضوحاً وثراً للغاز.

The Cascade Volcanic Arc: A Chain of Fire

الجغرافيا والتوزيع الجغرافي للفولكان

تقع مقاطعة كاسكيد رانج في كاليفورنيا في الجزء الشمالي من الولاية وتتكون من جزء من مقاطعة إقليمية أكبر حجما تمتد من شمال كاليفورنيا إلى أوريغون وواشنطن إلى كولومبيا البريطانية وتمتد القوس البركاني إلى حوالي 700 ميل، وتوازي تقريبا الساحل، وتوضع على بعد 100 إلى 150 ميلا من المحيط الهادئ.

وهذه المسافة من الساحل ليست تعسفية، بل تعكس الهندسة التي تصيب مجموعة جوان دي فوقا، حيث تصل اللوحات البركانية فوق المنطقة التي يبلغ فيها حجم الطائرة الفرعية نحو 70 إلى 100 كيلومتر، والعمق الذي تكون فيه الظروف المثلى لإطلاق المياه وذوبان التدفق، وتُلاحظ هذه العلاقة المتسقة بين عمق الخفض والوضع البركاني في مناطق فرعية حول العالم، وتمثل أنماطاً أساسية من الصفائح.

المراكز البركانية الرئيسية للرقص التعاقبي

(الثأر) يستضيف العديد من المراكز البركانية التي تتراوح بين الاضطرابات الفولطية إلى حقول بركانية أصغر، و(الرقصة الكاتيكية) التي تُشار إليها ببساطة باسم (السلاسل التعاقبية) معروفة بفولكانها المركب التقليدي (المشار إليها أيضا باسم الستراتوفولكان أو الترابي)

Mount St. Helens] is maybe the mostknown Cascade volcano due to its catastrophic eruption in 1980. This volcanism has included such notable Cauption as Mount Mazama (Crater Lake) about 7,500 years ago, the Mount Meager massif (Bridge River Vention) about 2,

() جبل رينييه () يقف أطول وأضخم بركان في منطقة كاسكايد رانج، وهو بركان يبلغ 000 14 قدم (300 4 متر) في منطقة التدفق السكاني الهائل الذي تطوّر فوق المكان الذي تصل فيه التغطية الفولطية لخوان دي فوقا إلى عمق كاف لإطلاق السوائل الأمريكية المهددة.

(Mount Hood] in Oregon is another prominent Cascade volcano that poses risks to nearby communities. The subduction process also fuels the volcanic activity that formed the Cascade Range, a chain of stratovolcanoes that includes iconic tops such as Mount St. Helens, Mount Rainier, and Mount past period.90

Mount Adams] and ]Mount Jefferson] are also significant volcanic centers, though they have been less active in recent century. These volcanoes, along with numerous smaller volcanic features, demonstrate that the Cascade arc is not just a collection of isolated tops but a continuous activity.

بحيرة الخضر: ويندو في إرهاب الكارثو

ومن أبرز الملامح التي تميزت بها منطقة كاسكيد هي بحيرة كريتر في أوريغون، التي تحتل الكالسدرا التي خلفها الانفجار المأساوي لمدينة مازاما قبل نحو 700 7 سنة، وقد أدى هذا الثوران إلى انهيار كبير في سلسلة التعاقبات خلال فترة هولوكين، وقذف ما يقدر بـ 50 كيلو متر مكعب من المواد.

إن ثورة جبل مازاما بمثابة تذكير بأن بركان كاسكيد قادر على إحداث ثورات كارثية حقاً يمكن أن تعيد تشكيل المشهد وتؤثر على المناخ على نطاق إقليمي أو حتى عالمي، وقد عثر على أشواط من هذا الانفجار في أنحاء غرب أمريكا الشمالية، وكان بمثابة علامة زمنية هامة لعلماء الجيولوجيا وعلماء الآثار الذين يدرسون تاريخ المنطقة.

The Historical Context: Evolution of the Cascadia Subduction System

الأوريج القديمة وفرقة فارالون

إن منطقة كاسكاديا الحديثة هي في الواقع مظهر حديث نسبيا لتاريخ أطول بكثير من تاريخ التخضوع على امتداد غرب أمريكا الشمالية، وهذا التطور يمثل تغييرا في إنهاء قلعة فارلون في قفص خوان دي فوكا، وكانت قفص فارالون لوحة محيطية كبيرة كانت تشغل في وقت ما معظم شرق المحيط الهادئ، وكانت تحتل منضبة من أمريكا الشمالية لأكثر من 100 مليون سنة.

ومع نمو منطقة المحيط الهادئ، واستهلكت قفص فارالون باختزال، تجزأت مجموعة فارالون إلى عدة لوحات أصغر، وغيوردا، وورقات استكشافية، تمثل آخر بقايا من قفص فارالون في شمال غرب المحيط الهادئ، ونشأ نطاق البراكين في الدار بين 55 و 42 مالا، وكانت تشكل مجمعا نشطا من نماذج الاختلاط العشري في 36 مالا.

دور سيلتزيا في إنشاء غواصة حديثة

وكان الحدث الحاسم في تشكيل منطقة كاسكاديا الحديثة هو تكديس سيلتزيا، وهي لوحة محيطية ضخمة، وقد أُطلقت على شكل منطقة كاسكاديا الفرعية بزرع سيلتسيا، وهي بركان ضخم مفتعل في كوخ الساحل في أوريغون وواشنطن (الولايات المتحدة) الذي يضم الكاسكا الحديثة من أجل القارة.

إن تسارع سيلتسيا - ألف وأربعون ألف كيلومتر مربع من الهضبة المحيطية - خنق خط الاستواء الحديث، مما أتاح استمرار التخدير والفولكانية القطبية، قبل 46 مليون سنة، استقرت منطقة كاسكاديا الفرعية، مما سمح باستمرار توليد مغناطيس القطب الشمالي، فإضافة كتلة سيلتسيا إلى الهامش القاري توفر الظروف اللازمة لاستمرار عملية الخفض الطويلة الأجل في المرحلة.

تاريخ النشاط البركاني الأخير والإرغام

وقد اندلع سبع من بركاناتها منذ بداية القرن الثامن عشر، وهذا المستوى المرتفع نسبيا من النشاط الأخير يؤكد أن القوس البركاني في كاسكاد حي جدا ويطرح مخاطر مستمرة على المنطقة، وقد تفاوتت الانفجارات تفاوتا كبيرا من حيث الحجم والأسلوب، من انفجارات بخار صغيرة نسبيا إلى انفجارات متفجرة كبيرة مثل جبل سانت هيلانز في عام 1980.

وبالإضافة إلى الفولطوريات الرئيسية، تشمل سلسلة السلاسل التعاقبية أيضاً العديد من السمات البركانية الأصغر مثل قوارب القمار وتدفقات الحمم والميادين البركانية، وتظهر هذه السمات أن البركانية في المنطقة لا تقتصر على الذروة الكبيرة والزاوية بل تحدث عبر منطقة واسعة، وأن فهم النطاق الكامل للنشاط البركاني ضروري لتقييم المخاطر الشاملة.

الأخطار السيزمية والتهديدات الأرضية

المنطقة المغلقة وتراكم الحبوب

وفي حين أن المخاطر البركانية كبيرة، فإن منطقة كاسكاديا الفرعية تشكل تهديدا أكبر في شكل زلازل صدئة، حيث أن الأعماق الضحلة أكثر من حوالي 30 كيلومترا، فإن صفيحتي المنطقة الوسطى ستغلقان معا عن طريق الاحتكاك، وستبني ببطء ستترين (التشويه) بينما تستمر قوات التخضير في العمل على اللوحات المقفلة، وهذه المنطقة الزلازلية المقفلة تمثل كمية كبيرة من الطاقة الكنسية.

وهي قادرة على إنتاج 9 زلازل وكارثة تسونامي يمكن أن تصل إلى 100 قدم (30 مترا) عالية، وهذا الحدث سيكون واحدا من أكثر الكوارث الطبيعية تدميرا في تاريخ أمريكا الشمالية، مما يؤثر على ملايين الناس في جميع أنحاء منطقة شمال غرب المحيط الهادئ، ويحتمل أن يتسبب في أضرار بمئات البلايين من الدولارات.

The 1700 Cascadia Earthquake: Evidence from the past

آخر زلزال عظيم معروف في الشمال الغربي كان زلزال كاسكاديا الذي وقع قبل 326 عاما، وكان هذا الزلزال كبيرا جدا لدرجة أنه نشأ أمواج تسونامي عبر المحيط الهادئ وسُجل في وثائق تاريخية يابانية، وتشير السجلات اليابانية إلى حدوث أمواج تسونامي في اليابان في 26 كانون الثاني/يناير 1700، وهو ما كان من المحتمل أن يكون سببه هذا الزلزال.

وتأتي الأدلة على هذا الزلزال من مصادر متعددة، كما أن هناك أدلة على وقوع هذا الزلزال في غابة الشبح على طول مصرف نهر كوبليس في واشنطن، وتشير حلقات الأشجار الميتة إلى أنها ماتت حوالي الساعة 00/17، ويعتقد أنها قتلت عندما وقع الزلزال وغرقت الأرض تحتها مما تسبب في فيضان الأشجار بواسطة المياه المالحة، وهذه الغابات الشبحية التي وقعت فجأة في زلازل مرئي نتيجة لسقوط المياه المالحة.

تكرار الزلزال ومستقبل المخاطر

وتظهر الأدلة الجيولوجية ما لا يقل عن 19 زلزالاً كبيراً (M8+) يحدث على مدى السنوات الماضية في شمال غرب المحيط الهادئ، حيث يبلغ متوسط فترات التكرار 500 سنة، مما يشير إلى أن المنطقة تشهد هذه الزلازل المدمرة كل 500 سنة تقريباً في المتوسط، وإن كانت الفترات الفعلية بين الأحداث يمكن أن تتباين تبايناً كبيراً.

وتقدر مجموعة الـ (واسوس) فرصة قدرها 10-15 في المائة لزلزال كامل الماجي - 9 يحدث في منطقة كاسكاديا الفرعية في السنوات الخمسين القادمة، وفي حين أن هذا قد يبدو احتمالاً منخفضاً نسبياً، فإنه يمثل خطراً كبيراً بالنظر إلى العواقب المحتملة، ومن المرجح أن يدوم الزلزال عدة دقائق، ويتسبب في تهتز أرض واسعة النطاق عبر منطقة شمال غرب المحيط الهادئ، ويتسبب في حدوث انهيالات أرضية كبيرة، وتولد أموا أموازاً تسونامياً ساحلية كبيرة ستت في مناطق ساحلية خلال دقائق.

عمليات الكشف الأخيرة: فصل تفكيك

البحث الأخير كشف عن تفاصيل جديدة مفاجئة عن سلوك (خوان دي فوك) في (جوان دي فوك) وإستعمال التصوير السيزمي المتطور، وجدوا لوحة (خوان دي فوكا) تقسم إلى شظايا بينما تغرق في أمريكا الشمالية، بدلاً من التصفيق في آن واحد، فإن اللوحة تمزق قطعة قطعة قطعة قطعة، مثل قطار يتفكك ببطء، وهذا الاكتشاف له آثار هامة على فهم مخاطر الزلازل وتطور الطويل الأجل في المنطقة الفرعية.

اكتشف الباحثون عدة دموع كبيرة تقطع من خلال لوحة (خوان دي فوكا) بما في ذلك خطأ كبير حيث سقط الصفيحة حوالي خمسة كيلومترات، "هناك خطأ كبير جداً يكسر لوحة [يتبع]،" شرحه (شوك) هذا، قد تؤثر عملية التجزؤ هذه على توزيع وحجم الزلازل في المنطقة، رغم أن العلماء لا يزالون يعملون على فهم الآثار الكاملة.

الرصد وتقييم الأخطار

شبكات الرصد البركاني

ونظراً للمخاطر الكبيرة التي تشكلها بركان كاسكيد، أنشئت شبكات رصد واسعة النطاق في جميع أنحاء المنطقة، كما أن مرصد بركان الكشافة التابع للولايات المتحدة، إلى جانب شركاء جامعيين ووكالات أخرى، يحتفظ بشبكات من السايزمومتر، ومحطات GPS، ومعدات لرصد الغاز، وأدوات أخرى على البركان الرئيسي وحوله.

وترمي نظم الرصد هذه إلى الكشف عن علامات الإنذار المبكر بالاضطرابات البركانية، مثل زيادة الزلازل، والتشوهات الأرضية، والتغيرات في انبعاثات الغاز، والهشاشات الحرارية، ويأمل العلماء، من خلال كشف هذه السلائف، في توفير إنذار مسبق بالثورات المحتملة، مما يسمح بالإجلاء وغير ذلك من التدابير الحمائية، وقد تحسنت نظم الرصد بشكل كبير منذ انفجار القديس هيلين الذي وقع في عام 1980، والذي اشتعلت فيه الكثير من جراء المفاجته.

نظم رصد الاهتزاز والإنذار المبكر

وبالإضافة إلى الرصد البركاني، تقوم شبكات سيزمية واسعة برصد أنشطة الزلازل في جميع أنحاء منطقة كاسكاديا الفرعية، وهي تخدم أغراضا متعددة: فهي تساعد العلماء على فهم هيكل وتصرفات منطقة التخفيض الفرعي، وتكتشف الزلازل من جميع الأحجام وتضعها، وتشكل الأساس لنظم الإنذار المبكر بالزلازل.

إن نظام الإنذار المبكر بزلزال شيكا أليرت، الذي يعمل الآن على طول الساحل الغربي، يمكن أن يكشف موجات أولية من زلزال كبير ويرسل إنذارات إلى الناس والنظم الآلية قبل عشرات ثوان من وصول الهزات القوية، وفي حين أن هذا قد لا يبدو وقتا طويلا، فإنه يمكن أن يكون كافيا لاتخاذ إجراءات وقائية مثل الانقطاع، أو التغطية، أو التمسك، أو لأجهزة آلية لإغلاق الهياكل الأساسية الحيوية.

نظم الإنذار بنفقات تسونامي

ونظرا لتهديد أمواج تسونامي الذي يشكله زلزال كاسكاديا الميغات، فإن نظم الإنذار بأمواج تسونامي والتخطيط للإجلاء هي عناصر حاسمة في التأهب للمخاطر، وقد وضعت المجتمعات الساحلية في جميع أنحاء شمال غرب المحيط الهادئ خرائط وطرق إجلاء أمواج تسونامي، وقام العديد منها بتركيب صفارات الإنذار ونظم الإنذار الأخرى.

بيد أن التحدي الذي يواجه كارثة تسونامي في كاسكاديا هو أنها ستصل إلى السواحل القريبة في غضون دقائق من وقوع الزلزال، مما يترك وقتاً ضئيلاً جداً للإنذارات الرسمية، فالأرض التي تهتز نفسها بمثابة إنذار طبيعي إذا شعرت بالزلزال الشديد الذي يهتز في المناطق الساحلية في شمال غرب المحيط الهادئ، فعليك أن تنتقل فوراً إلى أرض مرتفعة دون انتظار إنذار رسمي.

The Broader Context: Cascadia in the Ring of Fire

Global Patterns of Subduction Zone Volcanism

"الطريق الواجهي" هو نطاق جبل القطب البركاني الذي ينتج عن تفرع لوحة "خوان دي فوكا" تحت لوح أمريكا الشمالية في منطقة "كاسكاديا" الفرعية، ويشكل أيضا جزءا من رنين النار، سلسلة من النطاقات البركانية التي تحيط بالمحيط الهادئ، إن رنين النار موطن لحوالي 75 في المائة من البركانيات النشطة في العالم، ومسؤول عن حوالي 90 في المائة

وتتقاسم منطقة كاسكاديا الفرعية العديد من الخصائص مع مناطق فرعية أخرى حول منطقة المحيط الهادئ، ولكن لها أيضا خصائص فريدة، كما أن لوحها الصغير نسبيا والمدفأ يجعلها غير عادية، كما هو الحال بالنسبة لتاريخها الذي يتسم به زلازل كثيرة جدا ولكنها كبيرة للغاية، فمقارنة كاسكاديا بمناطق فرعية أخرى تساعد العلماء على فهم مجموعة السلوكيات التي يمكن أن تعرضها مناطق التخفيض وتحسين تقييم المخاطر.

Connections to Other Tectonic Features

منطقة كاسكاديا الفرعية لا توجد في عزلة ولكنها جزء من نظام تكتوني معقد على امتداد غرب أمريكا الشمالية، أما في الجنوب، فإن منطقة التخضّع تُنهي في منطقة ميندوشينو الثلاثية حيث تجتمع في نظام سان أندرياس الافتراضي، وقد تشير الدراسات التي أجريت على آثار الزلزال التي حدثت في منطقة سان أندرياس الشمالية فولت ومنطقة الكشكادي الجنوبية إلى وجود ترابط في الوقت الذي يمكن أن يكون فيه

ويشير هذا الوصل إلى أن الزلازل الكبيرة التي تصيب نظاماً من أشكال الخطأ يمكن أن تؤثر على النشاط على الأخطاء القريبة، وهي ظاهرة معروفة بإثارة الزلازل، ومن المهم فهم هذه الروابط لإجراء تقييم شامل للمخاطر السيزمية في غرب الولايات المتحدة.

الآثار البيئية والإيكولوجية للفولكان الكاسي

التربة البركانية والإنتاجية للنظم الإيكولوجية

بينما يمكن أن تكون الثورات البركانية مدمرة، فإنها تؤدي دورا حاسما في خلق التربة الخصبة التي تدعم النظم الإيكولوجية لشمال غرب المحيط الهادئ، وتحطم الرماد البركاني والصخور البركانية المجوّلة لتشكل تربة غنية بالمغذيات تدعم الغابات الكثيفة والزراعة المنتجة ومجتمعات النباتات المتنوعة، وغابات المنطقة الشهيرة، بما فيها الرخامات القديمة من أليافد دوجلاس، غربي

إن الإضافة الدورية للمواد البركانية الجديدة من خلال الانفجارات تساعد على تجديد مغذيات التربة ويمكن أن تعزز في الواقع إنتاجية النظم الإيكولوجية الطويلة الأجل، على الرغم من الدمار القصير الأجل الذي تسببه الانفجارات، مما يخلق علاقة معقدة بين البركانية والإيكولوجيا، حيث يرتبط التدمير والتجديد ارتباطا وثيقا.

التأثير البركاني على المناخ والهيدرولوجيا

كما تؤدي البراكين الكاسدية أدوارا هامة في المناخ الإقليمي والهيدرولوجيا، حيث إن ارتفاع الذروة يعترض جماهير الطلاء من المحيط الهادئ، ويخلق تهابا أوغرافيا تغذي الأنهار والمجاري في جميع أنحاء المنطقة، وتخدم المياة الواسعة النطاق على البركان مثل جبل رينييه، ومونت بيكر، ومونت شاستا، كمواقد تخزين مائية هامة.

كما يمكن أن تؤثر ثورات بركانية كبيرة على المناخ على النطاقات الإقليمية والعالمية، إذ أن الانفجارات الكبرى في ثاني أكسيد الكبريت بالحقن والغازات الأخرى في طبقة الستراتوسفير، حيث تشكل هوباءاً يُظهر ضوء الشمس ويمكن أن تبرد درجات الحرارة العالمية منذ أشهر إلى سنوات، بينما كان اندلاع جبل بيناتبو في الفلبين في عام 1991، مثلاً، يبرد درجات الحرارة العالمية بمقدار 0.5 درجة مئوية لعدة سنوات.

الأبعاد البشرية: العيش مع الأخطار البركانية والهزائية

السكان المعرضين للخطر

والمدن الرئيسية التي تضررت من اضطراب في هذه المنطقة الفرعية هي فانكوفر وفيكتوريا، وبريطانيا، وسايتل وتاكوما، وواشنطن، وبورتلاند، وأوريجون، وهذه المناطق الحضرية الكبرى موطن لملايين الناس وتمثل مراكز اقتصادية كبرى لشمال غرب المحيط الهادئ، ويخلق تركيز السكان والهياكل الأساسية في المناطق المعرضة للخطر من جراء الانفجارات البركانية والزلازل الكبرى تحديات كبيرة لإدارة المخاطر والتخطيط لحالات الطوارئ.

وفيما وراء المدن الكبرى، تقع مجتمعات أصغر حجما عديدة في مناطق تتعرض للخطر مباشرة من جراء المخاطر البركانية، فالمدينة القريبة من جبل رينيه، على سبيل المثال، معرضة للخطر من المآوي التي يمكن أن تنجم عن ثورة صغيرة نسبيا، وتواجه المجتمعات المحلية على امتداد الساحل مخاطر تسونامي من زلزال كاسكاديا الميغوثرات، ويستلزم التحدي المتمثل في حماية هذه المجتمعات المختلفة تنسيق جهود التخطيط والتأهب على المستويات المحلية والولاية والاتحادية.

معارف الشعوب الأصلية وآفاقها التاريخية

وقد عاشت الشعوب الأصلية في شمال غرب المحيط الهادئ مع بركان كاسكاد ومخاطر سيزمية لآلاف السنين، وتقاليدها الشفوية تحتفظ بمعلومات هامة عن الأحداث السابقة، وقد أثبتت التقارير التي قدمتها الشعوب الأصلية في منطقة هو - يهههه، وماكاه، وهو، وكويلوت، ويوروك، والدواميشي أنها تشير إلى الزلازل وفيضانات المياه المالحة، وقد أثبتت هذه المواصفات الشفوية قيمة للعلماء الذين يدرسون الزلزال والتسونامي في المنطقة.

إن إدماج معارف الشعوب الأصلية في الفهم العلمي الحديث يوفر صورة أكمل لمخاطر المنطقة ويساعد على توجيه جهود التأهب، ويذكّرنا أيضا بأن العلاقة بين الشعوب وهذه المناظر الدينامية تمتد آلاف السنين وأن مجتمعات الشعوب الأصلية وضعت استراتيجيات متطورة للعيش مع المخاطر الطبيعية.

الاعتبارات الاقتصادية والقدرة على التكيف مع الهياكل الأساسية

إن الآثار الاقتصادية للأخطار البركانية والزلزالية في منطقة كاسكاديا هائلة، وقد يتسبب زلزال كبير من قشور كاسكاديا في أضرار تقدر بمئات بلايين الدولارات، ويعطل الهياكل الأساسية الحيوية بما في ذلك شبكات النقل والمرافق، ويؤثر على النشاط الاقتصادي في جميع أنحاء منطقة شمال غرب المحيط الهادئ وخارجها، بينما يتسبب زلزال كبير في العالم في عام 1980 في آثار اقتصادية محدودة نسبيا مقارنة بما ينتجه زلزال كبير.

ويشكل تحسين قدرة الهياكل الأساسية على التكيف تحديا رئيسيا وجهودا متواصلة، ويشمل ذلك إعادة تجهيز المباني والجسور لتحمل الركود الشديد للزلازل، وتطوير نظم إضافية للمنافع، وتحسين قدرات الاستجابة لحالات الطوارئ، وتثقيف الجمهور بشأن الأخطار والتأهب، وفي حين أحرز تقدم كبير، لا يزال هناك الكثير من العمل لإعداد المنطقة على نحو ملائم من أجل أحداث المستقبل الحتمية.

البحث العلمي والتوجيهات المستقبلية

تعزيز فهم عمليات الاقتطاع

وعلى الرغم من عقود من البحث، لا تزال هناك أسئلة أساسية كثيرة بشأن منطقة كاسكاديا الفرعية غير مجيبة، ولا يزال العلماء يحققون في الهيكل التفصيلي لطبقة التخصيب، وتوزيع المياه والسوائل في منطقة التخصيب الفرعية، وميكانيكا تمزق الزلازل، والعمليات التي تتحكم بالنشاط البركاني، كما أن التقنيات المتقدمة بما فيها التصوير السيزمي، ورصد النظام العالمي لتحديد المواقع، والتحليل الجيوكيميائي، ووضع نماذج حاسوبية الجديدة.

وقد ركزت البحوث الأخيرة على فهم التباينات على طول منطقة الغواصة، وهناك أدلة على حدوث تمزقات كاملة الهدف (AM9)، حيث يعاني الساحل بأكمله من زلزال، وتمزقات جزئية (~M8)، حيث لا يُعاني سوى جزء من الساحل من زلزال، ويُفهم ما إذا كانت تمزقات منطقة الغواصة بأكملها في وقت واحد أو تفكك في أجزاء من هذا القطاع، أمر حاسم لتقييم المخاطر.

تحسين التنبؤ بالإجهاض

وفي حين أحرز العلماء تقدما كبيرا في رصد البركانات وكشف علامات الاضطرابات، فإن التنبؤ الدقيق بتوقيت الانفجارات المقبلة وموقعها وحجمها لا يزال أمرا صعبا، ولا تزال البحوث مستمرة على فهم العمليات التي تحدث في غرف الماما والدوائر قبل الانفجارات، وتحسين تفسير بيانات الرصد، ووضع نماذج أفضل للنظم البركانية.

والهدف هو الانتقال من مجرد اكتشاف الاضطرابات البركانية إلى تقديم توقعات أكثر تحديدا ودقة لتوقيت الانفجار وخصائصه، مما سيتيح اتخاذ تدابير أكثر استهدافا وفعالية لتخفيف المخاطر، مما قد يؤدي إلى إنقاذ الأرواح والحد من الخسائر الاقتصادية، غير أن النظم البركانية معقدة ومتغيرة بطبيعتها، وقد لا يكون التنبؤ المثالي ممكنا.

Paleoseismology and Long-Term Hazard Assessment

إن فهم التاريخ الطويل الأجل للزلازل والثورات البركانية أمر أساسي لتقييم المخاطر بدقة، وقد أظهرت دراسة الزلازل السابقة للتاريخ - أدلة استخدام الأرض التي تم حفظها في السجل الجيولوجي لإعادة بناء الأحداث السابقة، وأصبح تحديد الاضطرابات عملية رئيسية لكشف تاريخ زلازل كاسكاديا.

وهذه الرواسب التي تدور حول الرواسب التي تدور تحت الماء والتي تولدت عن هز الزلازل التي تهتز بالزلازل والتي تمتد آلاف السنين، ومن خلال دراسة هذه المؤشرات وغيرها من المؤشرات اللاهزائية، يمكن للعلماء أن يفهموا على نحو أفضل تواتر وحجم الزلازل الماضية وأن يحسنوا تقديرات احتمالات حدوث الزلزال في المستقبل.

Climate Change Implications

Glacier Retreat and Volcanic Hazards

ويؤثر تغير المناخ على بركان كاسكيد بطرق متعددة، فالأنهار الجليدية الواسعة التي ترتفع في ذروتها مثل جبل رينييه ومونت بيكر تتراجع بسرعة بسبب درجات الحرارة التي تدفئ، وفي حين أن هذا قد يقلل بعض المخاطر، فإنه يثير في الواقع شواغل جديدة، ويمكن أن يؤدي معتكف غلاسير إلى زعزعة استقرار الصُنُدّات البركانية، مما قد يزيد من احتمال انهيار القطاع وتوافر مياه الأنقاض.

وبالإضافة إلى ذلك، قد يؤثر فقدان الكتلة الجليدية على النظم البركانية نفسها، وتشير بعض البحوث إلى أن إزالة حمولة الجليد يمكن أن تؤثر على حركة الماغي، وقد تؤثر على تواتر الانفجار أو أسلوبه، رغم أن هذا لا يزال مجالا للتحقيق النشط، وبالتالي فإن تغير المناخ يضيف طبقة أخرى من التعقيد إلى تقييم المخاطر البركانية.

واقترح بعض الباحثين أن تغير المناخ والعمليات المرتبطة به مثل ارتفاع مستوى سطح البحر والتراجع الجليدي يمكن أن يؤثر على نشاط الزلازل في المناطق الفرعية، والآليات معقدة ومثيرة للجدل، تنطوي على تغيرات في الإجهاد بسبب إعادة توزيع الكتلة على سطح الأرض، وفي حين أن الأدلة على هذه الآثار في كاسكاديا لا تزال محدودة ومناقشة، فإنها تمثل مجالا مثيرا للانتباه من البحوث الجارية التي تبرز الطبيعة المترابطة لنظم الأرض.

بناء التأهب والقدرة على التكيف

مبادرات التأهب المجتمعية

وإدراكاً للمخاطر الكبيرة التي تشكلها منطقة كاسكاديا الفرعية، اضطلعت المجتمعات المحلية في جميع أنحاء منطقة شمال غرب المحيط الهادئ بمبادرات تأهب مختلفة، تشمل حملات تثقيفية عامة، وحفر الزلازل وأمواج تسونامي، ووضع خطط للاستجابة في حالات الطوارئ، والجهود الرامية إلى تحسين مدونات البناء والتخطيط لاستخدام الأراضي، وتجمع منظمات مثل فريق عمل ميدان كاسكاديا العلماء ومديري الطوارئ وغيرهم من أصحاب المصلحة تنسيق جهود التأهب.

كما أن التأهب الفردي أمر حاسم، إذ يشجع سكان شمال غرب المحيط الهادئ على إعداد مجموعات الطوارئ، ووضع خطط طوارئ أسرية، وتعلم كيفية حماية أنفسهم خلال الزلازل، وفهم طرق الإجلاء من أجل التسونامي، والإجراءات البسيطة مثل تأمين الأثاث الثقيل، وتخزين الإمدادات الطارئة، ومعرفة كيفية إغلاق المرافق يمكن أن تحدث فرقا كبيرا في البقاء والتعافي من كارثة كبرى.

مدونات البناء والتخفيف الهيكلي

وقد تم تحديث مدونات البناء الحديثة في شمال غرب المحيط الهادئ لتغطي المخاطر السيزمية، مما يتطلب بناء جديد للوفاء بمعايير مقاومة الزلازل الصارمة، غير أن العديد من المباني القديمة، ولا سيما تلك التي بُنيت قبل السبعينات، لا تفي بالمعايير الحالية وتتأثر بالضرر الذي لحق بالزلازل، وأن إعادة تجهيز هذه الهياكل مكلفة ومستهلكة للوقت، ولكنها ضرورية للحد من الإصابات والأضرار في الزلازل المقبلة.

وتحظى الهياكل الأساسية الحيوية مثل الجسور والمستشفيات والمدارس ومرافق الاستجابة لحالات الطوارئ باهتمام خاص في جهود إعادة التقلبات السيزمية، وضمان استمرار هذه المرافق في العمل بعد وقوع زلزال كبير، وهو أمر أساسي للاستجابة الفعالة لحالات الطوارئ والإنعاش المجتمعي، وقد أحرز تقدم، ولكن نطاق التحدي يعني أن الهياكل الضعيفة ستظل قائمة منذ عقود.

التعاون والتخطيط على الصعيد الإقليمي

ونظرا لأن زلزال كاسكاديا من شأنه أن يؤثر على هذه المنطقة الكبيرة، فإن التأهب الفعال يتطلب التعاون عبر الولايات القضائية والحدود الدولية، وقد وضعت الولايات المتحدة وكندا أطرا تعاونية للإنذار بالزلازل وأمواج التسونامي، وتعمل الولايات والمقاطعات والحكومات المحلية معا على مبادرات التخطيط والتأهب.

ومن خلال عمليات التخطيط في مجال السيناريوهات، مثل عملية الارتقاء في كاسكاديا التي أجريت في عام 2016، مساعدة مديري الطوارئ والمستجيبين على الاستعداد لمواجهة التحديات التي تواجه التصدي لزلزال كارثي وأمواج تسونامي، وتكشف هذه العمليات عن وجود ثغرات في التأهب وتساعد على تحسين التنسيق بين الوكالات والمنظمات العديدة التي ستشارك في جهود الاستجابة والإنعاش.

مستقبل بركانية كاسكاديا

طويل - تيرم تيكتونيك

إن منطقة كاسكاديا الفرعية وما يرتبط بها من قوس بركاني لن تستمر إلى الأبد، بل حتى يستهلك صحن خوان دي فوكا بالكامل، وتشير معدلات التقارب الحالية (ما يعادل 4 سم/سنة) إلى أن التخفيض سيتوقف في غضون 15 مليون سنة، وينتهي من البركانية، وبما أن قلعة خوان دي فوقا لا تزال تستهلك من خلال التخفيضات الفرعية، فإنها ستختفي في نهاية المطاف تماما، وبذلك تنتهي عملية التخميد والفولط.

وعندما يحدث ذلك، ستتغير التشكيلة التكتونية في غرب أمريكا الشمالية تغيرا جذريا، وستصبح قفص المحيط الهادئ على اتصال مباشر مع مجموعة أمريكا الشمالية على طول الساحل الغربي بأكمله، مما سيخلق على الأرجح حدودا تحولية مماثلة لنظام كاليفورنيا الموجود حاليا، وستصبح بركان كاسكيد منقرضا، رغم أنها ستظل سمات جمغرافية بارزة لملايين السنين حيث يخفض فيها التحات ببطء.

التوقعات البركانية القريبة من الأرض

وفي الأجل القريب، سيستمر بالتأكيد في القرن القادم إلى آلاف السنين - كازكادب البركانية، كما أن جميع البركانات الرئيسية في كابيدية ينبغي اعتبارها نشطة وقادرة على الاندلاع في المستقبل، كما أن جبل سانت هيلينز، الذي كان أكثر بركان سلسلة كاسكيد نشاطا في القرون الأخيرة، سيثور مرة أخرى، وربما في غضون حياتنا.

ويتمثل التحدي الذي يواجه العلماء ومديري الطوارئ في الحفاظ على اليقظة والتأهب على مدى فترات طويلة، فالثورات البركانية هي أحداث نادرة نسبيا من منظور إنساني، ربما تحدث مرة أو مرتين في القرن في السلاسل التعاقبية، ويمكن أن تؤدي هذه الغرابة إلى الرضا، ولكن عواقب عدم الإعداد شديدة للغاية بحيث لا يمكن تجاهلها، فالرصد المستمر والبحوث والتعليم العام أمور أساسية للحد من المخاطر البركانية في المحيط الهادئ.

الاستنتاج: العيش على حافة البلاستيك التكتوني

إن بركان منطقة كاسكاديا الفرعية تمثل آثاراً هائلة على العمليات الدينامية التي تشكل كوكبنا، حيث إن تشكيلها من خلال الخضوع لبطولة خوان دي فوكا الواقعة تحت أمريكا الشمالية يمثل إحدى العمليات الأساسية لطوابع التكتون، مما يخلق مشهداً مذهلاً ومخاطر طبيعية كبيرة، ويفهم هذه العمليات من توليد المغناطيس في التلال المفترسة إلى الارتفاع.

موقف منطقة شمال غرب المحيط الهادئ فوق منطقة فرعية نشطة يعني أن الانفجارات البركانية والزلازل الكبرى هي أجزاء لا مفر منها في مستقبل المنطقة، بينما لا يمكننا منع هذه الأحداث الطبيعية، يمكننا أن نستعد لها من خلال البحوث العلمية، ورصد المخاطر، والتعليم العام، وتحسين الهياكل الأساسية، التحدي هو الحفاظ على هذا التأهب على المدى الطويل، حتى خلال فترات الهدوء بين الأحداث الرئيسية.

ومع استمرار تفهمنا لمنطقة كاسكاديا الفرعية في النمو من خلال البحوث الجارية، فإننا نكسب أدوات أفضل لتقييم المخاطر وحماية المجتمعات المحلية، وتذكيرنا في الآونة الأخيرة، مثل تجزؤ قفص خوان دي فوكا، بأن هذه النظم أكثر تعقيدا مما كنا نعتقده مرة، وأنه لا يزال هناك الكثير مما ينبغي تعلمه، فبجمع المعارف التقليدية والسجلات التاريخية والتقنيات العلمية الحديثة، يمكننا أن نبني صورة أكمل عن كيفية تطور هذا النظام المميز.

إن بركان منطقة كاسكاديا الفرعية سيستمر في تشكيل منطقة شمال غرب المحيط الهادئ لملايين السنين القادمة، مما سيخلق مشهدا جديدا، ويؤثر على النظم الإيكولوجية، ويطرح تحديات للمجتمعات البشرية، وبفهم واحترام هذه القوى الطبيعية القوية، يمكننا أن نقدر على نحو أفضل الكوكب الدينامي الذي نعيش فيه، وأن نعمل على بناء مجتمعات أكثر قدرة على الانتعاش في هذه البيئة المذهلة ولكن الخطرة.

For more information about Cascade volcanoes andزلازل hazards, visit the USGS Cascades Volcano Observatory and the Pacific Northwest Seismic Network.] Additional resources onزل preparedness can be found through ShakeOut