هل يُمكن إيقاف بركان قبيل ثورانه؟

ظلت الأرض المحيطة ببركان كامبي فليغري في إيطاليا ترتفع وتنخفض على مدى قرون، لكن في أوائل ثمانينات القرن العشرين، ارتفعت فجأة بأكثر من ستة أقدام. هذا التغير المفاجئ أجبر السفن على مغادرة ميناء بوتسولي، وأدى إلى إجلاء نحو 40 ألف شخص من منازلهم.

في محاولة لفهم هذه الظاهرة والتخفيف من خطر الثوران، يقترح العلماء ضخ المياه في باطن الأرض أو منع تسرب مياه الأمطار، بهدف الحد من احتمالية الثوران أو على الأقل إعطاء تحذيرات مبكرة للسكان. وقد قادت تيزيانا فانوريو من كلية ستانفورد للاستدامة هذا البحث، بالتعاون مع علماء من إيطاليا والولايات المتحدة، بحسب موقع Earth.com.

يبقي بركان كامبي فليغري، الواقع غرب نابولي، البلدات المجاورة في حالة تأهب دائم. وتغطي كالديراه (الحفرة البركانية) مساحة يبلغ عرضها ثمانية أميال، ويعيش ضمنها نحو 350 ألف شخص، ما يجعلها أكثر حقل بركاني مأهول بالسكان في أوروبا.

دورة زلزالية تتحكم فيها المياه والغطاء الصخري

ويُعرف نمط الارتفاع والانخفاض التدريجي للأرض المحيطة بالبركان بـ"الاهتزاز البطيء" (bradyseism)، وهو مصطلح يعود للقرن التاسع عشر. وخلال هذه الظاهرة، تؤدي الزلازل الصغيرة المتكررة إلى اهتزاز الجدران وتشقق الطرق، ما يُذكّر بثوران مونتي نوفو عام 1538، الذي أدى إلى تشكّل تلة جديدة خلال ثمانية أيام فقط بفعل انفجار بخاري.

اعتمد فريق فانوريو على بيانات تمتد لأربعين عامًا، جمعت من الأقمار الصناعية، وسجلات الزلازل، ومستويات هطول الأمطار. وتوصلوا إلى أن الزلازل تبدأ على عمق يقارب ميلًا داخل خزان حراري مائي مغلق، مغطى بطبقة صلبة من الرماد البركاني تُعرف باسم "الغطاء الصخري".

مع تسرب مياه الأمطار والجريان السطحي، يمتلئ هذا الخزان تدريجيًا، مما يؤدي إلى زيادة الضغط الداخلي حتى تتشكل شقوق في الغطاء الصخري، يتسرب منها البخار وتبدأ الزلازل بالحدوث. ولحل هذه المشكلة،

المثير للاهتمام أن الغطاء الصخري لا يتضرر بشكل دائم، بل "يتعافى" بمرور الوقت، مما يسمح للنظام بإعادة ضبط نفسه وبدء دورة ضغط جديدة. وهذا ما يفسر عودة الاضطرابات بشكل دوري كل بضعة عقود.

لمزيد من الفهم، أجرى الباحثون تجارب معملية لمحاكاة ظروف الغطاء الصخري. فوضعوا الرماد البركاني والصخور المكسرة في وعاء فولاذي، وغمروا الخليط في محلول ملحي غني بالكالسيوم، ثم سخنوه إلى 390 درجة فهرنهايت. خلال يوم واحد، تشكلت ألياف معدنية داخل الشقوق، لتكوّن طبقة محكمة تشبه الغطاء الطبيعي.

مفاتيح ثوران كامبي فليغري

أظهرت التجارب أن هذا الغطاء المصنوع قادر على تحمل ضغط كبير يصل إلى 6500 رطل لكل بوصة مربعة قبل أن ينكسر. وعندما ينكسر ويعاد ترميمه طبيعيًا، يصبح أقوى، مما يعزز من قدرته على احتجاز دفعات جديدة من الماء.

وقد أيدت الصور الزلزالية هذا النموذج، حيث أظهرت وجود شريط ضيق منخفض النفاذية فوق الخزان المضغوط.

ويُعدّ اكتشاف أنماط الشذوذ المتكررة في بنية كامبي فليجري، مع اقتراح آلية تدمج ملاحظات من تخصصات علمية مختلفة، تقدمًا كبيرًا في فهم هذا النظام البركاني الحراري المعقّد، الذي يجمع بين النشاط البركاني والمائي في آنٍ واحد. ولهذا الاكتشاف تأثير مباشر على تحسين تقييم المخاطر البركانية وإدارتها.

ورغم أن الانفجارات الفريتية عادة ما تكون قصيرة الأمد، إلا أنها تُعدّ من بين الأخطر نظرًا لطبيعتها المفاجئة. فهي تحدث دون سابق إنذار، عندما يتحول الماء فجأة إلى بخار عند تلامسه مع الصهارة الساخنة، ما يؤدي إلى تمدد عنيف للبخار يسبب موجات صدمية قوية، ومقذوفات صخرية، وتساقط رماد، وقد ينتج عنها أيضًا انهيارات أرضية أو تشكّل فوهات جديدة، خاصة في المناطق التي تعاني من اضطرابات مائية-حرارية.