توزيع البركانيات على طول الحدود التكتونية

لمحة عامة عن حركة الطوابق التكتونية والنشاط البركاني

و تُقَطَّع قذيفة الأرض الخارجية، المعروفة باسم الغلاف الجوي، إلى سلال صلبة تُدعى لوحات التكتون، وتُطفو هذه اللوحات على شبه المُتَنَف، وتُقَفِّر الغلاف الجوي تحتها، وتُقَدِّم بواسطة تيارات التلويث المُنَح، وتُسدّلُ الأطباقُسُمُرَةُمُ إلى حدّ.

هذا التفاعل الدينامي يؤدي إلى نمط عالمي رائع: الغالبية العظمى من بركان الأرض وجدت بالقرب من حدود الصفائح التكتونية، وبدراسة هذه العلاقة، يكتسب العلماء أفكاراً حاسمة في آليات الإنفجار البركاني، وتقييم المخاطر، والتطور الجيولوجي لكوكبنا.

ومن بين الـ 500 1 بركان نشط على الأرض اليوم، يقع أكثر من 90 في المائة في حدود 100 كيلومتر من خط اللوحة، وتؤكد الدراسة الاستقصائية الجيولوجية للولايات المتحدة على المناطق الواقعة تحت سطح الأرض، على أن المناطق الفرعية التي تغطس فيها لوحة واحدة تحت سطح آخر هي أكثر الثورات البكائية متفجرة وتواتراً.

وتمتد هذه المادة إلى ثلاثة أنواع رئيسية من الحدود بين الصفائح، وهي متجانسة، ومتباينة، وتتحول إلى الطريقة التي يبني بها كل منها أساليب ومكثفات بركانية متميزة، بالإضافة إلى أنها تدرس البراكينية التي تحركها الأعمدة، والتي تقع بعيدا عن حدود الصفائح، وتكمل الصورة العالمية للتوزيع البركاني.

لماذا البركان مركز في بيلت إيدج؟

إن الغلاف الجوي، الذي يتألف من القشرة وعظم القشرة، يُكسر إلى نحو ١٥ لوحة رئيسية من الصفائح التكتونية، حيث تتجه هذه اللوحات إلى بعضها البعض، تتطو َّر أنواع مختلفة من الضغوط الميكانيكية على هامشها - المتعم ِّد )الفصل(، والضغط )الضرب معا(، والخرف )الماضي الآخذ في الانهيار(، وهذه الضغوط تؤدي إلى كسر وخطأ في القشر.

ويحدث توليد ماجستير في حدود الصفائح في المقام الأول من خلال عمليتين: الانصهار وتدفق التآكل، وفي الحدود المتباينة، مثل التلالات في وسط المحيط والضلوع القارية، تفرقت اللوحات، وتخفض الضغط على المعبد، ويسمح هذا الانخفاض في الضغط بأن تذوب الصخور المهبلة جزئيا، وهي عملية تسمى تذوب طبقة المياه الجوفية.

هذا التفاعل بين القوات التكتونية وعمليات الإنصهار يؤدي إلى ترابط مكاني مُذهل بين القوس البركاني و التلال الوسطى و حدود اللوحات الجيولوجيا يمكن أن يرسموا بدقة حواف اللوحات بواسطة تخطيط مواقع الزلازل والبراكين

الحدود الموازية: المناطق الفرعية والقوس البركاني

Continental Convergence

وعندما يتجمع صحون محيطية كثيفة مع صحن قاري خفيف، يُجبر السلب المحيطي على أن يكون تحت الغلاف الجوي القاري في عملية تسمى التخميد، ويحمل هذا السلب المتدفق الرسوبيات الغنية بالمياه والمعادن المهبلة في أعماق الرمل، حيث تراوحت أ عمقها بين 80 و 120 كيلومترا، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة والضغط في هذه المواد إلى إطلاق السوائل فوق نقطة الترمل.

إن ما ينتج عن ذلك من ذوبان جزئي ينتج مغناطيسا أقل كثافة من الصخرة المحيطة، مما يدفعه إلى الارتفاع عبر القشرة القارية، وهذا الزر يؤدي في كثير من الأحيان إلى تشكيل غرف ضخمة من الماما يمكنها أن تغذي الانفجارات المتفجرة، وهذه الانفجارات تبنى عادة البراكين الراقية - الثورانية المكون من طبقة متغيرة من تدفقات الحمم، كما تشمل أمثلة على الحطام البركاني.

خط البركانات الموازي لخندق التخدير معروف بـ "القوس البركاني" الأكثر شهرة هو "إشعال النار في المحيط الهادئ" حزام على شكل 40 ألف كيلومتر حول المحيط الهادئ هذه المنطقة تستضيف تقريبا 75 في المائة من البركانات النشطة في العالم و هي مسؤولة عن بعض أقوى الإنفجارات في التاريخ المسجل

وعلى طول الهامش الغربي لأمريكا الجنوبية، تشكل القوس البركاني الأنديز بإضافة قفص نازكا أسفل قفص أمريكا الجنوبية، وتشمل البركانات البارزة في هذه القوسة كوتوباكسي في إكوادور وفيلاريكا في شيلي، ونيفادو ديل رويز في كولومبيا - كارثة عام 1985 التي تسببت في سقوط مميت في الأحياء السكنية القريبة من البلاد.

Convergence

عندما تتجمع صفائح محيطية، تكون أكبر وأبرد، وقطعة من لوحات ضوئية تحت أصغرها، ومثلما حدث في التخدير المحيطي للقارات، فإن التدفق الذي تسببه تقلبات مفرج عنها يولد مغناطيسا يتصاعد من خلال القشرة المحيطية المغلوطة، وهذه العملية تخلق سلسلة من الجزر البركانية المعروفة باسم قوس الجزيرة.

ومن أمثلة القوس الجزرية الجزري جزر ألوتيان في ألاسكا، وجزر ماريانا قرب غوام، والأرخبيل الإندونيسي الواسع، والفولكان في هذه القوس يثور ويزيك في المغناطيس الساحق، الذي يُعد أكثر وضوحا وثراءا بالغاز من الباسالت، مما يؤدي إلى حدوث انفجارات متوسطة إلى شديدة الانفجار، كما أن جبل مرابوي في إندونيسيا مثال رئيسي على ذلك.

الثبات القاري

وعندما تلتحم صفائحان قاريتان، يتوقف التخصيب إلى حد كبير لأن القشرة القارية شديدة الارتداد إلى المناورة بسهولة، وبدلا من ذلك، فإن الصخور والأزياء التي تسبب تذبذب الجبال مثل الهيمالايا، والفولكان نادر عموما في هذه البيئات نظرا لغياب جيل الماجم الذي يقوده الخصم.

غير أن بعض الأنشطة البركانية المحلية يمكن أن تحدث بسبب الذراع القشري العميق الناجم عن سميك القشرة وتسخينها، وقد تتعرض الصخور البركانية القديمة للتحات، وقد تحطمت حقول البركان المتناثرة المنسوبة إلى هذه العمليات، ولكن هذه الحوادث هي استثناءات بدلا من قاعدة الشق القاري.

الحدود المتباينة: مراكز القراء والفولكانية الباسلية

ميد أوسيان ريدجز

وتُحدّد الحدود المتباعدة المناطق التي تبتعد فيها الصفائح التكتونية عن بعضها البعض، ويخلق هذا الفصل حيزاً يملأه الماكر بمواد الارتفاع ويذوب جزئياً بسبب الاكتئاب، وتبرد الماما وتصعّد لإنشاء قشرة محيطية جديدة، وتُشكل سلاسل جبلية واسعة النطاق تحت الماء تُدعى التلال في وسط المحيط.

وتشكل هذه الحواف أطول نظام جبلي مستمر على الأرض، حيث تمتد نحو ٠٠٠ ٦٥ كيلومتر عبر جميع محيطات العالم، وتشمل نظم التلال الرئيسية السفينة المتوسطة الأطلسية، وحصنة شرق المحيط الهادئ، وبحر جنوب غربي الهند، والنشاط البركاني على طول هذه الحافة، الذي يتسم أساسا بالتدفقات المكثفة من الحمى المزروعة التي تتدفق من طبقة البحر المنخفضة النسيج.

ونظرا لأن هذه الاندلاعات تحدث تحت ضغط محيطي مرتفع، فإن التوسع في الغازات قد تم قمعه، مما يؤدي إلى حدوث انفجارات غير مفتعلة عموما، وهذا يتناقض مع العديد من انفجارات منطقة التخضير التي تنزع إلى العنف، وعلى الرغم من أن معظم البركانية التلالية هي غواصة ولا يمكن الوصول إليها إلى حد كبير، فإن بعض القطاعات ترتفع فوق مستوى سطح البحر وتشكل جزرا بركانية.

إن أيسلندا هي أبرز مثال على ذلك، إذ تحاصر حركة منتصف الأطلسي، وتظهر بركانها، مثل إيجافجاليجولكول وهيكلا، مزيجا من الانفجارات البسالية الكاسحة والأحداث المتفجرة العرضية، لا سيما عندما تتفاعل الماغم مع المياه الجليدية أو السطحية، ويوسع النشاط الجيولوجي الآيسلندي باستمرار الجزيرة بمعدل 2.5 في المائة سنويا.

الجرف القاري

كما يمكن أن تتطور الحدود المتباعدة داخل المناطق القارية، مما يؤدي إلى وديانات شريفة في شكل صليبية تمتد ورفوف، ونظام الشباك الشرقي الأفريقي هو أكبر صدع قاري نشط على الأرض، حيث تفصل الطاسة الصومالية تدريجيا عن قفص النوبيان.

ومع امتداد الغلاف الجوي الليثيوبي، ينتج الانصهار الكئيب كميات كبيرة من الماما الباساليك، وتشمل الملامح البركانية الناتجة البركانية الدروع مثل جبل كيليمانجارو ومونت كينيا، فضلا عن مقاطعتي غبار الفيضانات الواسعة النطاق التي تجسدها المرتفعات الإثيوبية، وتستضيف الوديان الخفية مثل سفاح جريجوري في كينيا العديد من مواقد القمار.

وعلى امتداد الآجال الجيولوجية، يمكن أن تتطور الشقق القاري إلى أحواض جديدة من المحيطات، ويمثل البحر الأحمر مرحلة مبكرة من هذه العملية، حيث يفصل باستمرار الاختلاف تدريجيا بين الصفائح الأفريقية والعربية.

Transform Boundaries: Limited Direct Volcanism

الآليات والاستثناءات

وتتميز الحدود العابرة بالحركة الجانبية، والضربية، حيث تنزلق الصفائح من بعضها البعض أفقيا، وقصر سان أندرياس في كاليفورنيا مثال أساسي، ولأن هذه الحدود لا تخلق ولا تدمر القشرة، فإنها تفتقر عموما إلى الضغط وضغوط التدفق اللازمة لتوليد الماغم على نطاق واسع.

ومع ذلك، فإن النشاط البركاني يمكن أن يحدث قرب تحول الحدود في ظروف محددة، كما أن الأخطاء الكبيرة التي تتداخل مع مناطق التخصيب أو مراكز الانتشار تنتج حقول ضغط معقدة، وتفتح مسارات لزراعة المغناطيس، بالإضافة إلى أن القوى عبر المتطايرية - مزيج من القذيفة والزوارق - يمكن أن تشكل أحواض سحب تعمل كقنوات مغناطيسية، كما يمكن للحركة التحويلية أن تعيد تنشيط الغرف المصغرة أو الكسور.

فعلى سبيل المثال، تتحول منطقة خليج كاليفورنيا (منطقة كورتيز) إلى أخطاء تتناوب مع قطاعات الانتشار القصيرة، مما يؤدي إلى جزر بركانية وفولكان غواصة، وتظهر مسيرة البحر الميت في الشرق الأوسط حقول بركانية مثل هرار آش شاماه في سوريا والأردن، التي تشكلت في أحواض سحب، وعلى الرغم من هذه الأمثلة، فإن التحولات إلى الحدود تستضيف أقل بكثير من البركانات التي تأوى.

البركان: البقع الساخنة والألومة المنوية

ولا ترتبط جميع البراكين بالحدود التي تحمل لوحات التكتونية، بل إن البراكين الرابطية تحدث داخل لوحات التكتونية، وتعزى أساسا إلى الأعمدة المهبلة - ألومون الصخرة الحارة الشاذة التي ترتفع من أعماق الأرض، والتي قد تنشأ بالقرب من الحدود الأساسية، حيث يخلق رأساً من الأعمدة المهبلة بالقرب من السطح، ينتج تضخماً كبيراً.

وتُظهر جزر هاواي البركانية الساخنة، وتنتقل منطقة المحيط الهادئ شمال غربها على عمود ثابت نسبيا مناجم، مما يؤدي إلى سلسلة من البركانات الدروعية التي تكبر تدريجياً بمسافة من البقع الساخنة النشطة الواقعة تحت الجزيرة الكبيرة، كما أن كلاويا وماونا لوا في الجزيرة الكبيرة من بين أكثر الفولكان نشاطاً عالمياً، وكثيراً ما تُحدث السوائل البازائية المنخفضة نسبياً.

ومن النقاط الساخنة الهامة الأخرى، " اليلوستون " في الولايات المتحدة، التي شكلت كالديرا في يلوستون، وأعدت مجموعة حوض نهر كولومبيا؛ وجزيرة ريون في المحيط الهندي؛ وآيسلندا التي تمثل مزيجا فريدا من بركانية البركانية الساخنة وبركانية المحيط الجنوبي، وعلى الصعيد العالمي، تم تحديد نحو 40 إلى 50 بقع ساخنة نشطة، مما يمثل نحو 5 في المائة من المناظر الطبيعية لدراسات البقع الأرض.

أنماط التوزيع العالمية والإحصاءات

وتكشف أشعة البراكين في جميع أنحاء العالم عن أنماط توزيع متميزة تعكس موقعها التكتوني، فحزام المحيط الهادئ أو رنين النار يحتوي على نحو 452 بركاناً نشطاً - ثلثا المجموع العالمي، وتصل حزام البركان في البحر الأبيض المتوسط الإندونيسي إلى 15 في المائة أخرى، وبالرغم من أن الحدود المتباينة تمتد إلى فترة أطول، فإن بركانها هي في معظمها أقل قوارباً وأكثر توثيقاً.

The Smithsonian Institution ' Global Volcanism Program (GVP) ] catalogs 1,356 confirmed Holocene volcanoes (those active within the past 11,700 years). Of these, approximately 80% are associated with subduction zones, about 15% with divergent boundaries or hotspots, and the remaining few with transform boundaries or uncertain.

مقارنة مع الأخطار البركانية في الحدود المختلفة

ويؤثر نوع الحدود التكتونية تأثيرا قويا على أسلوب الانفجارات البركانية وما يرتبط بها من مخاطر، وهو أمر حاسم لتقييم المخاطر والتأهب للكوارث.

الأخطار الحدودية المتجانسة

فالفولكان في المناطق الفرعية تفجر عادة ماسحة غنية بالسيليكا - الديدان والسيت والهيوليت - وهي شديدة الحساسية وقادرة على التغلغل، مما يؤدي إلى انفجارات متفجرة مع ظواهر خطرة مثل تدفقات البركتين، وسحب الرماد البركاني، واللحوم (الفيضانات الطينية البركانية)، وحتى التسونامي التي تنجم عن السواحل البركانية.

(ب) إنفجارات تاريخية مثل حدث كراكاتوا في إندونيسيا عام 1883، وثوران جبل بيناتوبو لعام 1991، تجسد هذه المخاطر، وقد تسببت هذه الأحداث في تدمير واسع النطاق، واضطرابات في الغلاف الجوي، وآثار مناخية طويلة الأجل، ولمعلومات مفصلة عن الأخطار البركانية، فإن ] مورد تعليمي في مخاطر البركان ممتاز.

المخاطر الحدودية المتوارثة

وتنطوي البركانية في الحدود المتباينة أساسا على تضخم منخفض، وضئيل النسيج، مما يؤدي إلى إنفجارات لطيفة نسبيا، وثغرات فعالة، وتدفقات كبيرة من الحمم، وتشكيل قشرة بحرية جديدة تهيمن على هذه الانفجارات، بينما تكون أقل خطورة من المناطق الفرعية البركانية، وفيضانات الغطاء النباتي.

ففي بعض الأحيان، يمكن للنشاط البركاني الذي يقع تحت الجليد أو في الأماكن المحصورة أن يؤدي إلى تفاعلات متفجرة، وعلى سبيل المثال، أدى انفجار ايجابيالاجولجولكول في عام 2010 إلى تعطيل حركة المرور الجوي عبر أوروبا بسبب سحابة الرماد، وبالمثل، فإن المخاطر البركانية في المناطق القارية للسرقات مثل سفاح شرق أفريقيا تشمل تدفقات الحمم، وخريف الرماد، والتشوه البري.

Transform Boundary Hazards

وتقتصر المخاطر البركانية المباشرة عند تغيير الحدود عموما على ندرة البركانية النشطة، غير أن النشاط السيزمي المرتبط به يمكن أن يؤدي إلى الانهيارات الأرضية والبراكين المزعزع للاستقرار في المناطق البركانية المجاورة، وعلى نحو غير مباشر، تتطلب المخاطر البركانية في المناطق التي تنطوي على اضطرابات معقدة، مثل خليج كاليفورنيا، رصدا لفهم التفاعلات بين التعطل والبركانية.

هزّة (هوتسبت)

وتنتج البراكين الساخنة عادة تدفقات من الحمم الباساليك السائلة ذات انفجار منخفض نسبيا، ولكن توجد بعض الاستثناءات، فعلى سبيل المثال، أحدثت البقعة الحارة في يلوستون ثورات فولكانية خارقة ذات آثار مناخية عالمية.

الاستنتاج: العلاقة الدينامية بين البركان والحدود

إن توزيع البركانات عبر العالم يرتبط ارتباطا وثيقا بحركة وتفاعل الصفائح التكتونية، وتخلق الحدود المتقاربة، ولا سيما المناطق الفرعية، الظروف اللازمة لبعض أكثر الأنشطة البركانية متفجرة وخطورة، وتحفز الحدود المتفرقة على وجود بركانية ثابتة ذات طابع صبغي تبنى أحواض جديدة وتشكل أحواض محيطية، بينما توفر حدودا أقل نشاطا، وتؤثر على مسارات الظواهر المغنمة.

إن فهم هذه العلاقات أمر أساسي لتقييم المخاطر البركانية والتنبؤ بالانفجارات وتفسير التاريخ الجيولوجي للأرض، فمع تقدم التكنولوجيا، فإن مواصلة البحث والرصد للنظم البركانية في جميع أنحاء العالم ستعزز قدرتنا على التعايش بأمان مع هذه الظواهر الطبيعية القوية.