Table of Contents
مقدمة: ما بعد الرؤية الثنائية للنشاط الايطالي
وكثيرا ما تصنف الانفجارات البركانية على نطاق واسع إلى أسلوبين من أساليب العضوية النهائية هما: المتفجرات والاشتراكات، وهذا التصنيف الثنائي، وإن كان مفيدا للأغراض الاستهلالية، يخفي التعقيد الحقيقي للظواهر البركانية وتنوعها، وفي الواقع، توجد ثورات على امتداد طيف مستمر تحدده خصائص الماجما وديناميات الكوندات والتفاعلات البيئية، ويمكن أن يظهر سلوك بركان واحد، بل وحتى سلسلة من الارتفاع، على نحو متفجرات، كل من المخاطر الفادحة.
وتبحث هذه المادة البارامترات الرئيسية التي تحدد أسلوب الانفجار وتستكشف خصائص النشاط الانفجاري والفعّال، وتبحث كيفية حدوث تحول بين هذه الولايات وسببه مع مرور الوقت، وبإدخال المزيد من العمليات الأساسية، نرمي إلى توضيح الاتساع الدينامي للسلوك البركاني وآثاره على رصد المخاطر البركانية والتنبؤ بها.
الضوابط المادية والكيميائية على الطراز الإيجابي
الاختلاف الأساسي بين السلوك المتفجر والسلوك الفعّال متجذر في قدرة الماما على التجزؤ، التجزؤ يحدث عندما لا يمكن لفقاعات الغاز داخل المارشة المضغوطة أن تتوسع بحرية، مما يؤدي إلى الإفراط في الضغط وتحطيم الذراع إلى البروسات، فسواء حدوث التجزؤ يتوقف على توازن دقيق بين أشعة الماكما، ودرجة حرارة، ومعدل رسوب.
مجلة " فيسكوستي " و " كومبودي "
فالنظرية هي أهم ممتلكات مادية تحكم الثوران، وهي تخضع أساساً لمحتوى سيليكا (SiO2)، ودرجة الحرارة، والمحتوى الكريستالي، ودرجة المازلت، التي يُحتمل أن تكون محتويات منخفضة الحرير (ما بين 45 و52 في المائة)، مُنعَة نسبياً، وهذا الارتداد المنخفض للوقود الغازية يؤدي إلى ارتفاع، وازدهار النسيج وتدفق بكفاءة.
كما أن الكريستالية تؤدي دوراً رئيسياً، فمع تبريد الماغما وتبلورها، يمكن للزيادة في الكسر الصلب أن تحول المغناطيس إلى سوائل غير نيوتنية ذات قوة إنتاجية، وأن تزيد من قمع ارتفاع الفقاعات وهروب الغاز، وبالتالي يمكن للمحتوى البلوري العالي أن يعزز السلوك المتفجر بإعاقة التجميد، حتى في مجاميع التكوين المتوسط.
المحتوى الفولطائي وديناميات الألف
فبسبب انحلال التقلبات - وهي أساساً H2O و CO2 و SO2 - تعزيز قوة الدافعة للنشاط المتفجر، ومع تصاعد الضغط المغنطيسي نحو السطح، يقلل الضغط من قدرة الغاز على الازدهار، مما يتسبب في تفجر وتشكيل فقاعات، وتتوقف كفاءة الهروب من الغاز على الازدحام ومعدل الرائحة، وفي عظمة النسيج المنخفض، يمكن أن ترتفع وتتفاؤل
وعلى النقيض من ذلك، فإن ارتفاع مستوى الظواهر الفائقة يعوق ارتفاع الفقاعات، مما يؤدي إلى زيادة الضغط المتقلب حتى تنفجر شظايا المغناطيس، ويزيد من الحد من الفصل بين الغازات، ويفضي إلى تراكم الضغط المفرط والانفجارات المتفجرة، وبالتالي، فإن سرعة الارتداد عامل حاسم في التأثير على أسلوب الانفجار، ويتفاعل ديناميا مع الخواص المغناطيسية.
"مُجرد التمزق"
ويحدث الانتقال من تدفق المغناطيس البنفسج إلى تشتتت بغاز - خامد عندما يتجاوز حجم الغاز عتبة حرجة تبلغ نحو 70 إلى 80 في المائة بالنسبة لعظمة القناع المعتدل، وتتأثر هذه العتبة من التجزؤ بالتوازن بين الضغوط الفاسدة وقوات التوتر السطحي، التي يحددها عدد الأسر (Ca).
رفع معدلات الضغط وارتفاع مستوى الحساسية من مستوى التجزؤ، وجعل السلوك المتفجر أكثر قابلية للتحقيق حتى في أجزاء من الغازات المنخفضة، وعلى العكس من ذلك، فإن انخفاض معدلات الضغط وانخفاض مستوى الحساسية يزيدان الحد الأدنى، ويفضلان النشاط الفعال، ويفهمان هذه العتبة الدينامية وغير الخطية محور تركيز رئيسي للبحوث البركانية الحديثة، حيث تؤدي إلى تحسين أساليب التنظيم مثل برنامج " الهاد " .
خصائص الإهلاك المتفجر
وتُعرَّف الانفجارات المتفجرة بتشرذم المغناطيس العنيف وبحقن التفسخ واللابلية والقنابل البركانية، وكذلك الغازات البركانية، ويمكن أن تتراوح هذه الأحداث بين انفجارات صغيرة نسبياً ومتفاوتة إلى انفجارات كارثية وحجم قاري مع آثار بيئية وجماعية عميقة.
النشاط الاسترومبولي وفلكيان
وتمثل الانفجارات الصارخة الطرف البسيط من الطيف المفجر، وهي تتألف من انفجارات مفصّلة وقصيرة العمر ناتجة عن انفجار فقاعات غازية كبيرة (الزجاج) على السطح، وهذه الانفجارات تُطلق على أشلاء قنابل وقنابل مثبتة بالهجن إلى مستويات تتراوح بين عشرات و بضع مئات متر، وتنتج عن ذلك انفجارات كثية في شكل إيطالي.
إن ثورات فولكانية أكثر نشاطا وثابتة من نشاط سترومبولي، وهي عادة ما تنشأ عن الفشل المتفجر لدمية أو قنبلة منافذ التوابل، مما يحرر عموداً كثيفاً وثابتاً من الرماد يمكن أن يصل إلى عدة كيلومترات في الارتفاع، وكثيراً ما تولد انفجارات في البركانية الفولكانية الراقية وسقوطها الذي يمكن أن يسبب أضراراً كبيرة في منطقة قريبة.
عمليات الإرسال بلاينيان وسوببليني
إن الانفجارات التي تنفجر في الأعمدة من أقوى الأحداث المتفجرة التي تميزت بأعمدة ثورة مستمرة ومزدهرة تصل إلى 20 إلى 55 كيلومتراً في طبقة الغلاف الجوي، وتوزع هذه الأعمدة على آلاف الكيلومترات المربعة، وتؤثر على المناخ والحركة الجوية، وتفجرت في عام 1991 أحداث بونت بيناتوبو في الفلبين، وانفجار مونت ست هيلينك في الولايات المتحدة.
ومن الأخطار التي تنفرد بها الأعمدة المسببة للعمود الخليطية انهيار الجاذبية حيث يصبح عمود الانفجار شديد الكثافة وغير مستقر، وينهار ليشكل تيارات الكثافة البترولية، وهذه الفتحات السريعة التدفق من الغاز الساخن والسفر الصخري بمئات الكيلومترات في الساعة، وتدمر كل شيء في طريقها، وتمثل واحدا من أكبر التهديدات البركانية للحياة والهياكل الأساسية.
التخديرات والارتفاعات الفائقة
إن تفاعل الماما مع مصادر المياه الخارجية - مثل المياه الجوفية أو البحيرات أو مياه البحر - يمكن أن يضخم بشكل كبير من الانفجار من خلال توليد البخار السريع، وهذه العملية تنتج ثورات فيضدية، تولد رماداً محمصاً جيداً ورواسب شديدة التجزؤ بسبب التفتت العنيف الناجم عن التوسع في البخار.
وعلى النقيض من ذلك، فإن الانفجارات التي تنجم عن البخار تحدث دون انفجار مغناطيس الأحداث، ورغم عدم وجود مغناطيس جديد، فإنها قد تكون شديدة الخطورة بسبب ظهورها المفاجئ وإنتاجها من الرماد وشظايا القذائف التسيارية، فقد اشتمل انفجار عام 2010 في إيجافاجولكول في أيسلندا على تفاعل كبير في المياه المميتة، مما أدى إلى حدوث رماد رفيع أدى إلى تعطيل حركة الطيران الأوروبية لأسابيع.
خصائص الإرتفاعات الفادحة
وتسود الاندلاعات الفادحة من جراء التجاوز النسبي غير العنيف للغلاف، ويتوقف أسلوب زرع الحمم بشدة على الازدحام المغنطيسي، ومعدل القذف، والظروف البيئية مثل وجود المنحدرات والمياه الجوفية.
Pähoehoe and RMA ARA RA Lava Flows
وتظهر تدفقات الحمم الباطلة في معظم الأحيان مورثتين هما: البهوي وراد درعا، وبوهوهو يتسم بسطح سلس أو غير مائل أو مركب يتكون من طلاء قشرة بلاستيكية رقيقة على سطح سائل، وينتج عن هذا المورفولوجيا انخفاض معدلات الارتداد والارتفاع المنخفض، مما يسمح لللافا بالتدفق بسلاسة على مسافات طويلة.
وعلى النقيض من ذلك، فإن تدفقات إيريكا فرزت أسطحاً عصيبة ومكتظة، وهي تشكل عندما تكسر قشرة الحمم بمعدلات مرتفعة من الضباب وترتفع في النسيج، ويعود ذلك في كثير من الأحيان إلى التبريد والتفكك أثناء التدفق، ويمكن أن ينتج الانفجار كلا النوعين في آن واحد أو الانتقال من بروهيو إلى در أو عبر الزمن، مما يعكس تغيرات في ظروف الاندلاع.
لافا دوميس وكوليس
وعندما تنفجر الماثلجية الشديدة الوضوح مثل النسيج أو السد أو الهيوليت، لا يمكن أن تتدفق بعيدا عن الفتحة، بل إنها تتراكم فوق المصدر لتكوين قبعات الحمم، وقد يكون نمو القبة ثابتاً، مع تدمير قنبلة صلبة أو دوكية، مما ينطوي على تلف يليه انهيار جزئي.
إن انهيار القبة يشكل خطرا كبيرا لأنه يمكن أن يؤدي إلى تدفقات من الطرازات وتدفقات من الطرازات الحرارية، وهذه التدفقات سريعة الحركة ومثيرة، قادرة على أن تكون مناطق مدمرة تحيط بالبركان، كما أن كولي هي شكل وسيط، أكثر سميكة وأقصر من تدفقات الحمم المعتادة، ولكنها أقل كثافة من الدوافع، التي كثيرا ما تُشاهد في عمليات القذف باللافا السداسي.
حالات الإرتفاع الضيافة والفول السوداني
ولا تقتصر البراكين الفعّال على فتحات واحدة، بل إن الانفجارات الفادحة تنطوي على التجاوز الخطي لللافا من الشقوق أو الفلفل في القشرة، ويمكن لهذه الانفجارات أن تنتج حقول غلاف واسعة، كما شوهدت في أيسلندا وهاواي دري.
وعلى نطاق زمني جيولوجي، فإن ثورات الفيضان المتكررة - مثل السلاسل السيبرانية وقطع الديكان - غطت مناطق شاسعة ذات حمى، وترتبط بالتغيرات البيئية الرئيسية والانقراضات الجماعية، وهذه الانفجارات توضح التأثير العميق للبراكين النافع على سطح الأرض وجوها.
تطور أسلوب إربايف أثناء فترة إبطال
إن الانفجارات البركانية هي عمليات دينامية تتطور كثيرا مع مرور الوقت مع الظروف المادية داخل غرفة الماما، والكوندوت، وتغير التهوية، ويمكن أن تؤدي هذه التغييرات إلى تحولات بين السلوك المتفجر والسلوك الفعّال في حلقة انفجار واحدة.
من الانفجار إلى الأثر: الطريق المسدود
وتبدأ سلسلة تطورية مشتركة بمرحلة متفجرة، حيث ترتفع بسرعة وتفسخ الماغي الغنية، وتولد عموداً من الإنفجار في الفلين أو تحته، وحيث أن عائدات الانفجار تقلل من المحتوى المتقلب، فإن حجرة الماما تضعف من الكساد وتبطأ معدلات الركود، مما يؤدي إلى تحول من نظام مدمر أو مفتوح الغاز.
وهذه التغييرات تشجع الانتقال إلى النشاط الفعّال، الذي كثيرا ما يتسم بنمو القبة الغزيرة أو تدفقات الحمم بعد المرحلة المتفجرة الرئيسية، ويوضح ثورة جبل بيناتوبو في عام 1991 هذا التقدم، مع عمود أولي من الأعمدة تليه تهجير القبة الفعّالة.
من إيفوزي إلى المتفجرات:
وعلى العكس من ذلك، يمكن أن تتطور مرحلة فعالة إلى السلوك المتفجر، الذي كثيرا ما يحدث في الأنماط الدورية، ويحدث هذا الانتقال عندما تغلق القناة أو الفتحة جزئيا بواسطة ماما مبردة أو ممزقة، وتشكل قنبلة، ويحتمل أن ينفجر هذا الحاجز المبلّغ، مما يسمح بزيادة الضغط تحتها، وعندما يتجاوز الضغط قوة الانفجار الصارخ، يحدث انفجار صارخ واضح.
وقد تم توثيق هذا السلوك الدوري على نطاق واسع في بركانيات مثل بركان سوفرير هيلز (مونتسيرات) ومونت سانت هيلانز، اللذين يرصدهما ] Smithsonian Global Volcanism Program. وتبين هذه البركانيات كيف تؤثر ديناميات القناة تأثيراً حاسماً على أسلوب الاندثار على مدى فترات قصيرة.
التغييرات في إمدادات وتجميع ماما
وكثيرا ما تكون التغييرات الأطول أجلا في أسلوب الانفجار هي عوامل مغناطيسية أعمق، وحقن مغناطيس جديد أكثر دفئا وثروة بالغاز إلى مقياس أكثر تطورا، يمكن أن يزيد الخزان الحريري الضغط بسرعة، مما يؤدي إلى حدوث انفجارات متفجرة عنيفة عن طريق الخلط بين الماكما وإبطال مفعولها المتقلب، وقد انطو َّرت هذه العمليات في بعض أكبر ثورات الأرض.
وعلى العكس من ذلك، فإن الانحدار التدريجي لنظام مغناطيسي، مع انخفاض العرض المغنطيسية والمحتوى المتقلب، يؤدي عادة إلى تحول نحو نشاط أكثر فعالية وبناء القبة، وهذه التغييرات في التكوين والإمداد تؤكد أهمية ديناميات نظام السباكة في التحكم في أسلوب الانفجار على مدى أشهر إلى سنوات.
الرصد والتنبؤ
ولا يزال التنبؤ الناجح يتطلب إدماج مجموعات متعددة من البيانات الجيوفيزيائية والجيوفيزيائية والجيولوجية التي يتم جمعها باستمرار وتحليلها في الوقت الحقيقي.
السلائف السيزمية والتشويهية
فالنشاط السيزمي يقدم دلائل حاسمة عن حركة الماجما والضغط، وقد تشير الزلازل العميقة المنخفضة التردد إلى إعادة شحن المغناطيس إلى العمق، وتُشير إلى تحول نحو القدرة على التفجير، وكثيرا ما تترابط الأحداث السيزمية المتفشية (طوال المدة) مع نمو القبة وتراكم الكند.
وتكشف قياسات التشوهات الأرضية باستخدام المليارات، أو النظام العالمي لتحديد المواقع، أو نظام إنسار ساتلي، عن التضخم أو الانكماش في نظام السباكة في الماما، وكثيرا ما يُفترض التضخم السريع حدوث انفجارات متفجرة في حين أن تضخم الماغما أو انهيار القبة، كما أن معدل التشوهات ونمطها أساسيان لتقييم التحولات في الأنماط.
Gas Geochemistry as a Forecasting Tool
إن تركيبة الغازات البركانية وتدفقها يوفران بعض أوضح إشارات التغيرات في الأسلوب الوشيك، فعلى سبيل المثال، فإن ارتفاع نسبة ثاني أكسيد الكربون/ثاني أكسيد الكربون كثيرا ما يدل على نسبة الماما الطازجة غير المجزأة من السلائف الكلاسيكية إلى إعادة التوعيه بالمتفجرات، وعلى العكس من ذلك، يمكن أن يشير انخفاض في نسبة ثاني أكسيد الكربون أو تغيرات ثاني أكسيد النيتروز إلى الختم والضغط.
(ب) تجميع بيانات الغاز البركاني العالمي، مما يمكّن الباحثين من مقارنة تسلسل الانفجارات عبر مختلف البركانيات وتحديد السلائف العالمية، ولا يزال الرصد المستمر للغاز أمراً حيوياً لتقييم المخاطر في الوقت الحقيقي.
إدماج البيانات المتعددة المعايير
وتدمج مرصدات البركان الحديثة البيانات السيزمية والتشوهية والغازية والجيولوجية في نماذج المخاطر المحتملة، فعلى سبيل المثال، تؤدي المراقبة المتزامنة للزلازل المرتفعة، والتضخم السريع، وارتفاع نسب ثاني أكسيد الكربون/ثاني أكسيد الكربون إلى زيادة كبيرة في احتمال حدوث انفجارات متفجرة، وعلى النقيض من ذلك، فإن استمرار انخفاض مستوى الركود وتضخم الأرض الثابت يميل إلى دعم التنبؤات المتعلقة بالنشاطات النافذة.
وتطبق التطورات في مجال التعلم الآلي وتحليل البيانات بصورة متزايدة على مجموعات البيانات البركانية، على النحو المفصل في الدراسات الأخيرة (]]) واستعراضات الطبيعة لبيئة الأرض، 2022 )، والاعتراف بالنمط الآلي وتحسين التنبؤ بأسلوب الانفجار، وهذه الأدوات تعد بتعزيز نظم الإنذار المبكر والتخفيف من المخاطر البركانية.
الخلاصة: مظلة ديناميكية
إن أسلوب الإرضاء ليس ملكا ثابتا للبراكان، بل هو نتيجة دينامية للتفاعل المستمر بين خصائص الماجما، والظروف المستقرة، وديناميات القنوات، والعوامل البيئية الخارجية، فالفرق التقليدي بين السلوك المتفجر والسلوك الفعّال، وإن كان مفيدا من الناحية المفاهيمية، يمثل المتطرفين لطائفة متنوعة ومتطورة من النشاط البركاني.
ويجب أن ينظر التقييم الفعال للمخاطر البركانية في هذه المجموعة الكاملة من السلوكات المحتملة واحتمالات الانتقال بينها، ومن خلال تعزيز فهمنا للعمليات المادية التي تحكم تجزؤ الماجما وتفككها، ومن خلال الحفاظ على شبكات رصد قوية ومتعددة المستويات، يمكن للعلماء تحسين التنبؤات بالتغيرات في أسلوب الانفجار، مما يعزز في نهاية المطاف السلامة العامة والقدرة على التكيف في المناطق البركانية في جميع أنحاء العالم.