البركانيات المغمورة التي تُشار إليها في أغلب الأحيان بـ البركان تحت الماء أو في أشكالها المنبعثة الجبال البحرية التي تشكل أسفل سطح المحيط

تكوين البراكين المغمورة

وتنظم جينات البركان المغمورة نفس الآليات التكتونية والمغنطسية التي تشكل البركان الأرضي، وفي المقام الأول حركة وتفاعل لوحات الأرض التكتونية وركود الماغم من المعبد، غير أن بيئة المياه الجوفية تفرض ظروفا مادية وكيميائية متميزة تؤثر على أسلوب الانفجارات، وعلم الظواهر الحرارية البركانية المرتبطة بها، وطبيعة هذه النظم.

جيل الماما وزمن بيني تحت قاع البحر

وتنشأ هذه المادة في أعلى المعبد من خلال عمليات مثل الانهيار الخفيف وإدماج التقلبات مثل المياه، وفي المناطق الجبلية - التكتونية المتولدة في المناطق المتجمدة - التي ترتنق المواد - التي تُسدّد سد الفجوة التي تخلقها لوحات التفكك، بينما يرتفع الماندل ويخفض الضغط من نقطة الانهيار، مما يؤدي إلى تذوب جزئي وتنتج البكات.

في مناطق التخضّع، حيث ينحدر طبق تكتوني أسفل آخر، الماء المستخرج من سلة التخصيب يقلل درجة حرارة الذراع، مما يولد المغناطيس الذي كثيرا ما يكون له محتوى حراري أعلى وغازات متقلبة، ويرتفع هذا المغناطيس ليشكل قوسا بركانيا على أرض المحيط أو سلاسل الجزر، وينتج عادة ثورات أكثر انفجارا متفجرة من تلك التي ترتفع في مرتفعات وسط المحيط.

Eruption Styles in the Submarine Environment

وتظهر الانفجارات البركانية المغمورة خصائص مختلفة اختلافا ملحوظا عن خصائص الأرض، ويرجع ذلك أساسا إلى الضغط الهيدروكولوجي الهائل الذي يمارسه الماء البحري المغالى، ويعيق هذا الضغط التوسع في الغازات البركانية، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى حدوث انفجارات أقل من الانفجارات مقارنة بالبراكين الأرضية.

ومن أكثر المنتجات البراكينية شيوعاً غواصة الحمم الوسائد، وهذا التشكيل المميز يحدث عندما يبرد الحمم البساليكي الساخن بسرعة عند الاتصال بمياه البحر الباردة، حيث يشكل وسائداً متداخلة ومتشابكة للفصائل، وهذه الهياكل تدل على حدوث انفجارات في أعماق تفوق عادة 500 متر، حيث يكفي الضغط للحيلولة دون التوسع في الغازات.

وفي المياه الضحلة، حيث يكون الضغط الهيدروستاتي أقل، يمكن أن تصبح الانفجارات أكثر قوة وتفجيرا، وتنتج هذه الانفجارات مواد بركانية مجزأة تعرف باسم الرواسب البركانية، بما في ذلك الرماد والليبيلي والقنابل البركانية، التي يمكن أن تتراكم كتدفقات من البركانيات المغمورة أو الودائع الطفرة.

وبالإضافة إلى ذلك، كثيرا ما يولد النشاط البركاني الغواصات المهوية الحرارية في قاع البحار السوائل الغنية بالمعادن التي تسخن، وفي حين لا تثور بالمعنى التقليدي، فإن هذه الفتحات ترتبط ارتباطا مباشرا بمصادر الحرارة البركانية وتسهم في تعظيم معدن قاع البحر وتطوير النظم الإيكولوجية.

أنواع البركانات تحت الماء

وتظهر البراكين المغمورة أنواعا متنوعة من المورفات والسلوكات الثورية، متأثرة بتركيبتها التكتونية، وتكوين الماغي، وتاريخ الانفجار، ويصنف علماء الجيولوجيا هذه البركانات إلى عدة أنواع رئيسية، منها البركانيات الدروعية، والفولكان، والجبال البحرية، والكميات المغمورة، وميادين التهوية المائية المرتبطة بها.

فولكان الدروع

وتمتلك البراكين الدروعية صوراً واسعة النطاق ودقيقة من المنحدرات التي تشكلها ثورة الحمم البازكية المنخفضة النسيج والتي تتدفق بسهولة وتمتد على مناطق كبيرة قبل التوطيد، وهي متفشية على طول مرتفعات وسط المحيط، وتحافظ على البقع الساخنة التي توفر فيها الأعمدة المتحركة إمدادات مطهرة ثابتة من الماجيستير.

ستراتوفولكان (فولكان القاطرة)

وتتميز الفولطوريات، أو البركانات المركبة، بصور أكثر حزماً، وأكثر قنابل، وتتألف من طبقات متناوبة من تدفقات الحمم، والرماد البركاني، والودائع البركانية الأخرى، وغالباً ما تشكل في مناطق فرعية تثري فيها الماماس في سيليكا وتقلبات، مما يؤدي إلى زيادة ازدهار الماخام والثوران المتفجرين.

الجبال البحرية وغيوتس

الجبال البحرية هي جبال غواصة معزولة ترتفع أكثر من 000 1 متر فوق قاع البحر ولكنها لا تصل إلى سطح المحيط، وغالبا ما تكون هذه السمات نابعة من البركانية السام أو نشاط التلال في وسط المحيط، وتوفر الجبال البحرية موائل هامة للحياة البحرية، وهي من أكثر الهياكل البركانية انتشارا على قاع البحار، حيث توزع عشرات الآلاف على الصعيد العالمي.

فالجبال البحرية المسطحة التي تشكل عندما تتآكل الجزر البركانية بفعل الموجات أو فوق سطح البحر، ثم تخفى بعد ذلك، ويميز مؤتمر القمة المسطح بين الرعاة والجبال البحرية المخلية، ويبين وضعهم الذي ظهر مرة واحدة، وتوفر دراستهم نظرة متعمقة للتغيرات التي حدثت في مستوى البحر ومعدلات الانحدار التكتوني.

غواصة كالديراس

وتشكل الكالساتل المغمورة من خلال انهيار منطقة قمة بركانية عقب إجلاء حجرة مغناطيسية ضحلة أثناء الانفجارات الكبيرة، ويمكن أن تمتد هذه الكسادات عدة كيلومترات في قطرها، وغالبا ما تصبح مواقع للنشاط الحراري المكثف والترسيب المعدني، وتوجد كتلات غواصة ملحوظة على طول منطقة شرق المحيط الهادئ وفي مناطق أخرى نشطة من حيث الحرارة، وتخدم كعمليات طبيعية لدراسة النظم المغنطة.

حقول الزهرة الحرارية المائية

إن حقول التهوية الحرارية المائية، وإن لم تكن بركانية في حد ذاتها، ترتبط ارتباطاً وثيقاً بالنشاط البركاني الغواص، حيث تتسلل مياه البحر إلى الصخرة البركانية القابلة للتسخين، وتسخنها المغناطيسية، وتعود إلى قاع البحر المثرى بالمعادن المذوبة، وتخفض المواد الكيميائية، وتبني هذه الفتحات هياكل متماثلة بين إنتاجية الكمبيوتر الكيميائي المتطرفة، وتحافظ على البيئة

الأثر البيئي والجيولوجي

البركانيات المغمورة هي المحركات الحاسمة للدورات الجيولوجية للأرض ولها تأثيرات عميقة على الكيمياء البحرية وعلم الأحياء، وتأثيرها يمتد من إنشاء قشرة محيطية جديدة إلى استدامة النظم الإيكولوجية المتخصصة، وضبط التدفقات الكيميائية المحيطية.

Crustal Formation and Plate Tectonics

حوالي 70 في المائة من نشاط الأرض البركاني يحدث تحت المحيط، معظمها على طول مرتفعات وسط المحيط حيث تهب الصفائح التكتونية، وهنا تنتج الثيران البركانية المستمرة قشرة صبغة جديدة، تقود عملية انتشار قاع البحر، وهذه الآلية أساسية لتصليح التكتلات، وإعادة تدوير المواد اللافتكية، ورسم أحواض المحيطات على الزمان الجيولوجي.

كما تسهم البراكين المغمورة في تكوين القوس البركانية والسلاسل الجزرية في المناطق الفرعية أو فوق البؤر الساخنة المنورة، وتتجلى في الجزر الهواي، التي تشكلها بركانية الثور، كيف يمكن أن تظهر البراكين الدروعية الغواصة في نهاية المطاف كجزر أرضية، وتؤثر التفاعل الدينامي لهذه البركانيات مع عمليات التكتونية باستمرار على الأرضيات البحرية.

التأثير على كيميائيات المحيطات وثديياتها الحرارية

وتطلق الانبعاثات البركانية من انفجارات الغواصات غازات مختلفة، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون (CO2) وثاني أكسيد الكبريت (SO)()) وحامض الهيدروجين (H2S) في بيئة السائل البحري المحيطة.

وتساهم الحرارة التي تُطلق من نشاط بركاني الغواصة في الميزانية العالمية للحرارة المحيطية، مما يؤثر على تداول المحيطات العميقة وعلى التدرجات الحرارية، ويؤثر هذا التدفق الحراري على تصعيد عمود المياه ويمكن أن تترتب عليه آثار أوسع نطاقاً على تنظيم المناخ على امتداد فترات زمنية طويلة.

Unique Marine Ecosystems Supported by Submarine Volcanoes

وترعى البراكين المغمورة النظم الإيكولوجية غير العادية، ولا سيما حول فتحات الحرارة المائية والجبال البحرية، حيث تزدهر الحياة في غياب ضوء الشمس، وتستخدم البكتيريا الكيماوية الاصطناعية الطاقة الكيميائية من المركبات غير العضوية مثل كبريتيد الهيدروجين لإنتاج المواد العضوية، وتشكل قاعدة شبكات غذائية مستقلة عن التخدير الضوئي، وتدعم هذه البكتيريا الطائفية المختلفة بما فيها الأنابيب الضخمة

وتكتسي هذه النظم الإيكولوجية أهمية علمية عميقة بوصفها مفارقات للحياة المبكرة على الأرض وموائل خارجية محتملة، ولا سيما في قمر الجليد مثل اليوروبا وإنسلادوس، حيث يمكن للمحيطات الواقعة تحت سطح الأرض أن تأوي ظروفا مماثلة.

وتعمل الجبال البحرية أيضاً كبؤر بيولوجية ساخنة، وتجتذب الأنواع البحرية بما فيها الأسماك والأسماك والأسماك والسلاحف البحرية ذات الأهمية التجارية، وهي تشجع تيارات الارتقاء التي تجلب المغذيات من المياه العميقة إلى السطح، وتعزز الإنتاجية المحلية، وتعمل كنقطة انطلاق للأنواع المهاجرة عبر أحواض المحيط الشاسعة.

الجيوازارد وجيل تسونامي

إن انفجارات بركانية غواصة، وإن كانت أقل من نظيراتها الأرضية، يمكن أن تشكل في كثير من الأحيان مخاطر جيولوجية كبيرة، كما أن الانفجارات الكبيرة من المتفجرات، وانهيارات النكهة البركانية، أو الانهيالات الأرضية المغمورة المرتبطة بالنشاط البركاني يمكن أن تهدم كميات ضخمة من المياه، مما يولد أمواج تسونامي قادرة على تدمير المناطق الساحلية المجاورة.

إن انفجار كراتوا الشهير عام 1883، الذي تغذيه جزئيا عمليات بركانية غواصة، أدى إلى حدوث أمواج تسونامي كارثية تسببت في سقوط عشرات الآلاف من القتلى، كما أن رصد البركانيات المغمورة أمر أساسي لنظم الإنذار المبكر والتخفيف من حدة المخاطر، ولا سيما في المناطق الساحلية المكتظة بالسكان المعرضة للتهديدات البركانية والتسونامي.

دراسة البركان المغمور: التقنيات والتكنولوجيات

وتستلزم البيئات النائية والعميقة والخطرة في كثير من الأحيان من البركانات المغمورة اتباع نهج تكنولوجية متقدمة لاستكشافها ودراستها، ويستخدم الباحثون مزيجا من الاستشعار عن بعد، وأخذ العينات المباشرة، والرصد المستمر لكشف تعقيداتها.

رسم الخرائط والاستشعار عن بعد

وتولد نظم السونار المتعددة الحزم التي تقام على سفن البحوث خرائط عالية الاستبانة لقاع البحار، تكشف عن صور أرضية بركانية مفصلة، وودائع انفجار، ومياه التهوية الحرارية المائية، وهذه البيانات المتعلقة بمقياس الأعماق حاسمة لتحديد المناطق البركانية النشطة وتوجيه بعثات الاستكشاف.

ويكمل قياس التألق الساتلي رسم الخرائط على متن السفن بكشف شذوذات الارتفاع السطحي في البحر الضئيل الناجمة عن الآثار الجاذبية للجبال البحرية الكبيرة، مما يتيح تحديد البركانات تحت الماء على مساحات المحيط الواسعة.

وتوفر كاميرات الصوت والسونار الجانبي صورة مفصلة لمواقع الانفجار، مما ييسر دراسة المورفولوجيا البركانية وتوزيع الرواسب.

مركبات عاملة من الباطن ومركبات منقولة عن بعد

فالمركبات التي تعمل عن بعد والغواصة التي يشغلها الإنسان تتيح المراقبة البصرية المباشرة وأخذ العينات من البيئات البركانية المغمورة، وتجمع هذه المركبات عينات جيولوجية وبيانات كيميائيات المياه والمضارب البيولوجية من حقول التهوية وتدفقات الحمم.

ومنابر بارزة: DSV Alvin]، التي استكشفت فتحات الحرارة المائية في نهر خوان دي فوكا، وJason]] ROV، القادرة على المناورة وجمع العينات بدقة، وتوفر هذه البعثات بيانات قيمة عن ديناميات الانفجارات، والعمليات المغنمة في الموقع.

المرصد البحري ورصد النظام الحقيقي

(أ) استخدام مجموعة من أجهزة الاستشعار لرصد البارامترات باستمرار، بما في ذلك درجة الحرارة والضغط والزلزال والكيمياء السامة في المواقع البراكية الغواصة، ويتيح نقل البيانات في الوقت الحقيقي لعلماء كشف الاضطرابات البركانية ورصد النشاط الإشعاعي.

وتسهم هذه المراصد إسهاما كبيرا في تقييم المخاطر وترفع مستوى الفهم العلمي الأساسي للعمليات البركانية الغواصة.

الأهمية العلمية والتأثيرات الأوسع نطاقا

كما أن البحوث المتعلقة بالبراكين المغمورة تعزز فهم ديناميات المناورة، وتكوين القشريات، وتركيب الصفائح، كما أنها تُسترشد بعلوم المناخ من خلال دراسات انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البركاني وتأثيرها على تحمض المحيطات ودورة الكربون العالمية.

علاوة على ذلك، فإن دراسة الكائنات الحية المنفجرة التي تسكن محركات هيدرائية الحرارية توفر معلومات عن مدى قابلية الحياة للتكييف، وتوجيه التحقيقات الفلكية، وبث التطبيقات التكنولوجية الحيوية مثل الانزيمات الجديدة والمركبات النشطة أحيائيا.

وللمزيد من المعلومات، يمكن للقراء أن يتشاوروا مع الموارد التي توفرها الإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي و ] برنامج الفولكان العالمي التابع للمؤسسة .

بركان غواصة بارزة حول العالم

وقد درست دراسة مستفيضة عدة براكين غواصة، حيث يقدم كل منها نظرة فريدة عن العمليات البركانية والنظم الإيكولوجية المرتبطة بها.

Loihi Seamount

إن جبل لوهي البحري، الذي يقع على بعد حوالي 35 كيلومترا جنوب شرق جزيرة هاواي الكبيرة، هو بركان فعال من الدرع الغواصات يرتفع بنحو 000 3 متر من قاع البحر، ويُتوقع أن يظهر الآن كمساحة بركانية جديدة في غضون عشرات الآلاف من السنوات، ويُعد اللوي مقياسا للقمة ومراحل عديدة من التهوية الحرارية المائية، مما يجعلها تُحقق في مراحل مبكرة من التطور الحراري.

Axial Seamount

وقد أنشئت على متن سفينة خوان دي فوكا قبالة سواحل أوريغون وواشنطن، وهي من أكثر البركانات المغمورة رصداً، حيث جهزت شبكة رصد آنية، وحدثت في الأعوام 1998 و2011 و 2015، وقدمت بيانات قيمة عن دورات الانفجار، وديناميات حجرة الماغي، وتشوه قاع البحر.

كيك - جيني

إن منطقة كيك - جوني، التي تقع بالقرب من غرينادا في البحر الكاريبي، هي بركان الغواصة النشط الوحيد في المنطقة، ومنذ اكتشافها، تفجرت عشرات المرات على الأقل منذ عام 1939، وغالبا ما تكون متفجرة، حيث يشكل نشاطها مخاطر تسونامي على السكان الساحليين القريبين، مما يدفع إلى الرصد المستمر من جانب جامعة مركز البحوث المتعلقة بالزهور الاهتزازية الغربية.

Other Significant Submarine Volcanoes

وتشمل البركانيات المغمورة الأخرى التي يمكن ملاحظةها تلك التي تقع على طول نهر غاكيل في المحيط القطبي ومجمع ماكواري ريدج في المحيط الجنوبي، وتعمل هذه البركانيات في بيئات شاسعة للغاية وتسهم في فهم النشاط البركاني في الحواف البطيئة الرش والحدود المعقدة للصحن.

للاطلاع على قائمة شاملة ومعلومات مفصلة، استشارة برنامج المخاطر البراكينية التابع للمسح الجيولوجي

خاتمة

إن البراكين المغمورة هي مكونات أساسية للقشر المحيطي للأرض وتؤدي أدوارا حيوية في تشكيل جيولوجيا الكوكب والكيمياء والبيولوجيا، ومن دورها في توليد قاع بحري جديد في أحواض المحيط من أجل تعزيز النظم الإيكولوجية الفريدة التي تعتمد على التخدير الكيميائي، فإن هذه الجبال المخبأة تحت الماء هي مفتاح فهم العمليات الدينامية للأرض.

فبعد النهوض بالعلوم الجيولوجية والبيولوجية، فإن دراسة البراكين المغمورة لها أهمية عملية للتخفيف من المخاطر واستكشاف الموارد وفهم التغير البيئي، وبينما نتعمق في استكشافنا للمحيطات، سيواصل هؤلاء العمالقة المغمورين الكشف عن أسرارهم، مما يثري علم البشرية بالعمليات الداخلية لكوكبنا، وقدرة الحياة على الصمود.