توزيع البركانيات عبر القارة وحوض المحيطات

Understanding Global Volcano Distribution

توزيع البركانات عبر كوكبنا يروي قصة مقنعة عن داخل الأرض الديناميكي، البركان ليس مبعثراً عشوائياً، بل يتركز في أحزمة ومناطق محددة تتطابق مباشرة مع حدود الصفائح التكتونية و البقع الساخنة المناورة، وهذا التوزيع غير المتساوي يوفر للعلماء بصيرة حرجة في عمليات التكتون، وتوليد الماجيولوجيا في القارات وأحواض المحيطات.

من بين الـ 1500 بركان محتمل النشاط على الأرض، يقع 90 في المائة تقريباً على طول حدود الصفائح التكتونية، أما النسبة المتبقية فهي 10 في المائة في بيئات الرابلات، التي ترتبط في كثير من الأحيان بالأعمدة السائلة أو البقع الساخنة، فهم هذه الأنماط أمر أساسي لتقييم المخاطر البركانية، واستكشاف الطاقة الحرارية الأرضية، وإعادة بناء التاريخ الجيولوجي للأرض.

البركانيات الطويلة

العلاقة بين التكتون والبراكانية للطبقات هي أمر أساسي لفهم شكل البركانات، إن الغلاف الجوي للأرض مقسم إلى لوحات رباعية وصغيرة تتنقل فيما بينها بمعدلات بضع سنتيمترات في السنة، والتفاعلات في حدود اللوحات تهيئ الظروف لتوليد الماكما وثورات البركان.

الحدود المشتركة والمناطق الفرعية

وتنتج الحدود المتجانسة، التي تُنتج فيها إحدى خطوط الصفائح التكتونية تحت خط آخر، أكثر البركانات متفجرة وخطورة على الأرض، حيث تُغرق اللوحات الخفيفة في المعبد، تُطلق المياه وغيرها من التقلبات التي تقلل من نقطة الانصهار في الرصيف المفرط، وتُولِّد الماما، وترتفع هذه المادة من خلال الصفيحة المغفرة، وتغذي القطبين البركانيين على القارة.

إن رنين النار في المحيط الهادئ هو أبرز مثال على البركانية ذات الصلة بالتخفيض، حيث تمتد هذه المنطقة التي يتكون منها على شكل خيول حوالي 000 40 كيلومتر حول المحيط الهادئ، وتشمل السواحل الغربية في أمريكا الشمالية والجنوبية واليابان وإندونيسيا ونيوزيلندا والعديد من السلاسل الجزرية فيما بينها، وتستضيف رنين النار أكثر من 450 بركانا نشطا، وهي مسؤولة عن نحو 90 في المائة من الزلازل والثوران العالميان.

وتشمل بركان منطقة التخصيب البارزة جبل سانت هيلينز في الولايات المتحدة، ومونت فوجي في اليابان، ومونت مرابي في إندونيسيا، ومونت بيناتوبو في الفلبين، وتميل هذه البركانات إلى إنتاج مغناطيسي من نوع مغناطيسي يحتوي على محتوى عالي من الحرير، مما يؤدي إلى ظهور أنماط من اللافاة والثورة المتفجرة.

الحدود الدنيا والمناطق المتحركة

وتنشأ الحدود المتباعدة حيث تبتعد الصفائح التكتونية، مما يسمح بقطع المواد المتحركة إلى الانحدار والذوبان، وهذه العملية تولد مغناطيساً بحرياً يملأ الفجوة بين لوحات الفصل، ويخلق قشرة محيطية جديدة في مرتفعات وسط المحيط والقشرة القارية الجديدة في المناطق القارية الشقيقة.

وتشكل الجلود في منتصف المحيط أشمل نظام بركاني على الأرض، حيث يبلغ طوله نحو 000 65 كيلومتر يمر عبر جميع أحواض المحيط الرئيسية، وتشكل الرنجة المتوسطة المحيط الأطلسي، وحصنة شرق المحيط الهادئ، ونظام حافة المحيط الهندي، على الرغم من ضخامتها، فإن البركانات في التلال المتوسطة المحيط مخبأة إلى حد كبير تحت سطح المحيط وتنتجها نسبيا.

كما أن مناطق الشق القاري، مثل نظام شرق أفريقيا للسرقة، تولد نشاطا بركانيا كبيرا، حيث تمتد مساحات شرق أفريقيا إلى أكثر من 000 3 كيلومتر من إثيوبيا إلى موزامبيق وتستضيف بركانا مثل جبل كيليمنجارو، وماونت كينيا، ومونت نيراغونغو، وإرتا ألي.

حوائز التحويل

وتنتج عموماً بعض المناطق المتحولة التي تشهد تذبذباً طفيفاً في البركان، حيث تنزلق الصفائح بعضها أفقياً، إلا أن بعض المناطق المسببة للخطأ تظهر براكان طفيف بسبب تدهور الضغط المحلي أو وجود الغلاف الجوي الساخن والضعيف، والفولكان المرتبط بتحوّل الحدود هو عادة أقل من الأماكن المتجانسة والمتباينة.

البركانية والزهور الساخنة

لا توجد جميع البركانات عند حدود اللوحات، بل إن البراكينات الملتوية تشكل داخل الصفائح التكتونية بعيدا عن هوامش اللوحات النشطة، وهذه البركانات ترتبط عادة بالأعمدة المناورة أو البقع الساخنة - الأعمدة الثابتة للصخور الساخنة التي ترتفع من أعماق المناورة، حيث تتحرك اللوحات التكتونية فوق هذه البقع الساخنة الثابتة، تنتج سلسلة من أرقام اللوحات البركانية.

إن منطقة هاواييي - إمبير شاين هي المثال الكلاسيكي للبراكين الساخنة، وهوتسيبوت هاواي، الذي يقع حاليا تحت جزيرة هاواي الكبيرة، قد أنتج سلسلة من الجزر البركانية والجبال البحرية التي تمتد أكثر من 000 6 كيلومتر عبر المحيط الهادئ، وأقدم بركان في السلسلة يبلغ عمرهم 80 مليون سنة تقريبا، بينما لا تزال جزيرة بيغ

ومن بين المقاطعات البركانية الهامة الأخرى التي تشمل منطقة يلوستون الساخنة في أمريكا الشمالية، وغالاباغوس هوتسبوت، وآيسلندا هوتسبوت، ومؤسسة ريونيون هوتسبوت، وهي المناطق تنتج مجموعة من التركيبات المغناطيسية وأسلوب الانفجار، من الانفجارات العالية الانفجارات التي تشكلها خط العجلات في يلوستون إلى الثيران التراكمي الفاسد.

توزيع البركانيات في جميع أنحاء القارة

ويعكس التوزيع القاري للبراكين التاريخ الجيولوجي والإطار التكتوني لكل كتلة أرضية، وبعض القارات لها نشاط بركاني واف، بينما توجد قارات أخرى هادئة نسبيا.

آسيا

إن آسيا لديها أعلى تركيز للبراكين النشطة في أي قارة، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى موقعها على امتداد رنين النار في المحيط الهادئ، وتستضيف إندونيسيا وحدها أكثر من 130 بركانا نشطا، مما يجعلها البلد الذي يملك أكبر عدد من البركانات النشطة في العالم، ويوجد في اليابان نحو 110 بركان نشط، بينما يضم شبه جزيرة كامتشاتكا في روسيا نحو 30 بركانا نشطا في القطب الشمالي لكامشاتكا.

والأرخبيل الإندونيسي مهم بصفة خاصة بالنسبة للدراسات البركانية لأن بركانه يمتد على عدة بيئات من التكتون، بما في ذلك مناطق التخضّص ومناطق الاصطدام وأحواض الأنهار الخلفية، وكراكاتوا وتامبورا ومرابي من بين البركانات الإندونيسية البغيضة، التي ينتج كل منها ثورات كارثية في الأوقات التاريخية.

أمريكا الشمالية

ويتركز النشاط البركاني في أمريكا الشمالية على طول الهامش الغربي للقارة، من ألاسكا إلى غرب كندا والولايات المتحدة إلى المكسيك وأمريكا الوسطى، ويضم القوس الألوتي في ألاسكا نحو 80 بركانا نشطا، بينما يشمل الرنجة المسكادية في شمال غرب المحيط الهادئ جبل سانت هيلينز، ومونت رينيه، ومونت شاستا، ومونت هود.

وتستضيف أمريكا الوسطى، ولا سيما غواتيمالا وكوستاريكا ونيكاراغوا، العديد من البركانات النشطة على امتداد القطب الشمالي لأمريكا الوسطى، فويغو، وأرينال، وبواس من بين أكثر البركانات نشاطا وسمعا في هذه المنطقة، ويمثل كلدرا في ويومينغ، وهي منطقة يلوستون، نوعا مختلفا من المخاطر البركانية - نظام كبير للعجلات السليلية يعمل تحت إشراف قاري.

أمريكا الجنوبية

وتشكل جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية أطول قوس بركاني قاري على الأرض، حيث تمتد نحو 000 7 كيلومتر على طول الهامش الغربي للقارة، وتحتوي المنطقة البركانية الشمالية والمنطقة البركانية الوسطى والمنطقة البركانية الجنوبية على مئات البركانيات التي يغطيها الكثير من البركانات أو قبعات الجليد.

وتشمل البركانات البارزة الأنديز كوتوباكسي في إكوادور، ونيفادو ديل رويز في كولومبيا، وليما في شيلي، وأوغوس ديل سالادو على الحدود بين شيلي والأرجنتين - وهي أعلى بركان نشط في العالم عند 893 6 مترا، وقد أدى انفجار نيفادو ديل رويز في عام 1985 إلى تحطيم مدينة أرميرو، مما أدى إلى مقتل نحو 000 25 شخص، مما أبرز مخاطر غلا.

أفريقيا

النشاط البركاني في أفريقيا يرتبط أساسا بنظام شرق أفريقيا للسرقة والخط البركاني الكاميروني، ويستضيف الشق العديد من البركانيات النشطة، بما فيها نييراغو في جمهورية الكونغو الديمقراطية، التي لديها أكبر بحيرة لللافا في العالم، وارتا ألي في إثيوبيا، التي لها بحيرة دائبة كانت نشطة منذ عقود.

جبل كيليمنجارو، أعلى ذروة لأفريقيا عند 895 5 متراً، هو درّاج بركاني آخر انفجر قبل ما يقرب من 150 ألف إلى 200 ألف سنة، في حين أنّه لا يزال سمة بارزة من المشهد الشائكي، فالخط البركاني الكاميروني، بما في ذلك جبل الكاميرون، هو مقاطعة بركانية فريدة تمتد على الشاطئ والبحار، ولا علاقة واضحة بحدود الصفائح.

أوروبا

نشاط أوروبا البركاني يتركز في منطقة البحر الأبيض المتوسط، خاصة في إيطاليا واليونان وأيسلندا، إيطاليا تستضيف بعضا من أكثر البركانات شهرة ونشطة في العالم، بما في ذلك جبل إيتنا على صقلية، وفيسوفيوس بالقرب من نابولي، وسترومبولي في جزر الآيوليان، إيتنا واحدة من أكثر البركانات نشاطا على الأرض، مع وجود اندفاعات موثقة على مدى ألف سنة.

إن فيسوفيوس غير معروف لثوران الـ 79 من الـ دي الذي دمر بومبي وهيركولانيوم، ولا يزال واحدا من أخطر البركان في العالم بسبب الكثافة السكانية في منطقة نابولي الحضرية المحيطة، وسانتوريني في اليونان بركان آخر ذو أهمية تاريخية، بعد أن أنتج ثورة كبيرة في السند البرونزي في حوالي الساعة 00/16 من يوم الميلاد، التي دمرت في منطقة مينتو.

أوقيانوسيا وأنتاركتيكا

نيوزيلندا وبابوا غينيا الجديدة لديهم نشاط بركاني كبير يتعلق بمناطق فرعية في جنوب غرب المحيط الهادئ، وتحتوي منطقة تاوبو بركانية نيوزيلندا على بركان متعدد النشاط، بما في ذلك جبل روابيهو ومونت تونغاريرو، وأنتجت الإيران الأورواني منذ حوالي ٥٠٠ ٢٦ سنة - أحدث تحلية على الأرض.

ويوجد في أنتاركتيكا نحو ٣٥ بركانا نشطا معروفا، يقع أساسا على طول الهامش الغربي للقارة، جبل ايريبوس، الواقع في جزيرة روس، هو جنوب أكبر بركان نشط على الأرض، ويبرز بحيرة ثابتة من الحمم، وقد كشفت البحوث الأخيرة أن النشاط البركاني تحت الغطاء الجليدي في أنتاركتيكا قد يكون له آثار هامة على استقرار الغطاء الجليدي وارتفاع منسوب البحر.

توزيع البركانيات في جميع أنحاء المحيط

أحواض المحيط تحتوي على الغالبية العظمى من نشاط الأرض البركاني، على الرغم من أن الكثير منها مخبأ تحت آلاف مترات مياه البحر، البركانية المغمورة عملية أساسية في إنشاء قشرة المحيط وتشكيل قاع البحر.

ميد أوسيان ريدجز

إنّ التلالات في وسط المحيط هي أكثر النظم نشاطاً بركانياً على الأرض، مسؤولة عن حوالي 75 بالمئة من إنتاج الماجما السنوي للكوكب، هذه التلال التي تُنفصل فيها الصفائح المحيطية، وترتفع الماما من المعبد إلى شكل قشرة جديدة، ومعدل إنتاج الماجما يتباين على طول نظام التلال، مع ارتفاعات سريعة مثل ريزلت شرق المحيط الهادئ

نظم التهوية الحرارية المائية المرتبطة بركانية التلال في وسط المحيط تدعم المجتمعات البيولوجية الفريدة التي تزدهر في ظروف متطرفة، وقد أحدثت هذه التهوية التي اكتشفت في أواخر السبعينات ثورة في فهمنا لقدرة الحياة على الوجود دون ضوء الشمس ولها آثار هامة على علم الفلك.

قوس بركاني غواصة

وتشكل القوس البركاني المغمورة التي تُنتج فيها لوحات المحيطات تحت لوحات محيطية أخرى، سلسلة من البركانات المغمورة التي قد ترتفع في نهاية المطاف فوق مستوى سطح البحر لتشكل جزرا، كما أن مارينا أرك في غرب المحيط الهادئ، ودائرة تونغا - كيرمادك، ودائرة السندا القطبية، مثالان على نظم للقوس الغواصة ذات البركانية النشطة تحت مستوى البحر.

ويُشكل العديد من البركانيات المغمورة في مناطق القوس مخاطر على الشحن والطيران، حيث يمكن أن تنتج ثوراتها طوابق عائمة على سطح المحيط وتنجرف لآلاف الكيلومترات، وقد أدى انفجار جبل هافر في قوس كيرمادك في عام 2012 إلى إنتاج طوابق ضخمة تغطي نحو 400 كيلومتر مربع من سطح المحيط.

Hotspot Chains and Ocean Island Volcanoes

وتنتج البراكين الساخنة في أحواض المحيطات بعض السمات البركانية الأكثر تميزا على الأرض، بما في ذلك هاواي، وجزر غالاباس، والجزر الأزورية، وجزر الكناري، وهذه البركانيات الجزرية في المحيط هي عادة بركانية في التركيب، ولكنها يمكن أن تنتج انفجارات متفجرة عندما تتفاعل الماغم مع مياه البحر أو عندما تكون الماجم ذات الثروة المتقلبة.

جزر هاواي هي أكثر سلسلة من القفزات دراسة في العالم، بركان جزيرة كيليواي الكبيرة يثور باستمرار تقريبا منذ عام 1983، مما يوفر للعلماء فرصا غير مسبوقة لدراسة البركانية البسالية، أما مونا لوا، أكبر بركان على الأرض بحجمه، فقد انفجر آخر مرة في عام 2022 بعد فترة زهيدة مدتها 38 سنة، ولا تزال جزيرة هاواي تنمو كمنطقة جديدة.

وتوفر أيسلندا مكانا فريدا حيث تتزامن البقعة الساخنة مع ارتفاع متوسط المحيط، مما يؤدي إلى إنتاجية بركانية عالية بشكل استثنائي، ويوجد في أيسلندا نحو 30 نظاما بركانيا نشطا، حيث تحدث انفجارات في المتوسط كل خمس سنوات، وقد أظهر انفجار إيجافجاليجول في عام 2010 الآثار البعيدة المدى للبركانية الآيسلندية عندما أدى هبوطه إلى تعطيل السفر الجوي عبر أوروبا لعدة أسابيع.

الجبال البحرية وغيوتس

إن قاع المحيط ملوث بمئات الآلاف من الجبال البحرية - البركان المغمور الذي يرتفع على الأقل بألف متر فوق قاع البحر ولكنه لا يصل إلى سطح المحيط، وكثير من الجبال البحرية هي بركانات منقوصة تشكل في أحلال أو بؤر ساخنة، وقد تم ترحيلها من جراء حركة اللوحة، حيث تُزرع الجبال البحرية المسطحة بالقرب من الموجات المسطحة.

وتُستخدم الجبال البحرية كموائل هامة للكائنات الحية في أعماق البحار وكأخطار ملاحة للغواصات، وتعمل الجهود الأخيرة لرسم الخرائط، بما في ذلك مشروع قاع البحار لعام 2030، على وضع خريطة كاملة لقياس الأعماق في قاع المحيط، مما سيكشف عن النطاق الكامل للمعالم البركانية المغمورة.

التوزيع البركاني وتقييم الأخطار

ويعتبر فهم توزيع البراكين أمرا حاسما في تقييم المخاطر البركانية والتخفيف من المخاطر التي يتعرض لها السكان، إذ يعيش نحو 800 مليون شخص في حدود 100 كيلومتر من البركانات النشطة، ويستمر هذا السكان في النمو بسبب التحضر في المناطق النشطة بركانيا، وتتوقف القدرة على التنبؤ بما قد يحدث من انفجارات في المستقبل على رسم خرائط دقيقة للمقاطعات البركانية ورصد الإشارات غير المرئية.

إن ثورة منطقة السطو تشكل أكبر خطر لأنها تنتج انفجارات متفجرة يمكن أن تؤثر على مناطق كبيرة من خلال الرماد والتدفقات البركانية واللافرس، وإن ثورة جبل بيناتوبو في الفلبين في عام 1991، التي قتلت نحو 800 شخص وتسببت في أضرار ببلايين الدولارات، إنما هي بمثابة تذكير بالإمكانات التدميرية لبراكين القطبية.

وقد أدت شبكات الرصد الدولية، بما فيها المنظمة العالمية لمرصدات البركان والبرنامج العالمي للفولكان في مؤسسة سميثسونيان، وتتبع النشاط البركاني في جميع أنحاء العالم، وتقديم إنذارات في الوقت المناسب بشأن الانفجارات الوشيكة، كما أن تطوير تقنيات الرصد الساتلية، بما في ذلك التصوير بالأشعة تحت الحمراء الحرارية، وقياسات انبعاثات الغاز، وتحليل التشوهات الأرضية، قد حسّنا كثيرا من قدرتنا على كشف الاضطرابات البركانية في المناطق النائية.

Implications for Climate and Earth Systems

إن ثورات البركان لها آثار كبيرة على المناخ ونظم الأرض، فقد تسبب انفجارات كبيرة في مادة الكبريت في الغلاف الجوي، حيث تشكل الهباء الهباء الكبريتي الذي يعكس ضوء الشمس ويبرد الكوكب، وقد تسبب انفجار البيناتوبو في انخفاض حرارة العالم في حوالي 0.5 درجة مئوية لمدة سنتين، بل إنفجارات أكبر في تاريخ الأرض، مثل ثورة التامبورا 1815.

كما أن ثورات البركانية المغمورة تؤثر أيضا على كيميائيات المحيطات والنظم الإيكولوجية البحرية، كما أن نظم التهوية الحرارية المائية المرتبطة بركانية التلال في المحيط المتوسط تسهم في الدورات الكيميائية العالمية بإضافة المعادن والغازات المذوبة إلى مياه البحر، وقد أدى اكتشاف هذه النظم إلى تغيير أساسي في فهمنا لكيمياء المحيطات والغلاف الحيوي العميق.

إن النشاط البركاني الطويل الأجل على النطاقات الجيولوجية قد لعب دورا حاسما في تنظيم مناخ الأرض من خلال إطلاق ثاني أكسيد الكربون وغيره من غازات الدفيئة، والتوازن بين إطلاق ثاني أكسيد الكربون البركاني وسرعة الطقس التي تستهلك ثاني أكسيد الكربون حافظت على مناخ الأرض في نطاق قابل للسكن لمليارات السنين، وفهم هذه الدورات الطويلة الأجل أمر أساسي للتنبؤ بالتطور المستقبلي لنظام المناخ للأرض.

توجيهات البحوث المستقبلية

وما زالت دراسة توزيع البركان تتطور مع التقدم في التكنولوجيا وفهمنا لعمليات الأرض، وتكشف التحسينات في رسم خرائط قاع البحار والاستشعار عن بعد بواسطة السواتل والتصوير الجيوفيزيائي عن سمات بركانية غير معروفة سابقا، وتوفر آراء أكثر تفصيلا عن النظم البركانية المعروفة، ويؤدي دمج هذه البيانات مع نماذج لربط القشريات، وحركات اللوحات، وعمليات توليد المغنطيسي إلى فهم أكثر شمولا لأنماط التوزيع البركانية.

وقد يؤثر تغير المناخ أيضا على النشاط البركاني في بعض المناطق، إذ إن تراجع الجليديات وصحائف الجليد، ولا سيما في أيسلندا، وآلاسكا، والأنديز، يمكن أن يؤدي إلى زيادة النشاط البركاني من خلال عملية الانتعاش الظاهري - فإن إزالة الجليد يقلل الضغط على القشرة الأساسية، مما يسمح للماجم بخفض الضغط وثورة المزيد من الضغط، كما أن فهم هذه التعليقات المرتدة بين المناخ والفولكانية هو مجال نشط من مجالات البحوث.

إن التعاون الدولي من خلال برامج مثل الشبكة العالمية لنموذج بركان الأرض ومرصدات البركان في العالم أمر أساسي للحفاظ على وتحسين رصدنا للبراكين النشطة في العالم، وتشاطر البيانات والخبرة والموارد عبر الحدود الوطنية يكفل حصول المجتمعات المحلية التي تعيش بالقرب من البركان على أفضل إنذارات متاحة من الانفجارات الوشيكة، وأن يواصل العلماء تعزيز فهمنا للنظم البركانية للأرض.

بالنسبة لمن يلتمسون معلومات أكثر تفصيلاً، توفر الموارد من برنامج الفولكان العالمي التابع للمؤسسة (Smithsonian Institution) (البرنامج العالمي للفولكان) قواعد بيانات شاملة للنشاط البركاني في جميع أنحاء العالم.