ما هي البراكين وكيف تتشكل ... وأسباب ثورانها.

تعتبر الانفجارات البركانية من بين أكثر الظواهر المذهلة في العالم الطبيعي. تثور البراكين بسبب الطريقة التي تتحرك بها الحرارة تحت سطح الأرض، في المقال التالي ما هي البراكين وكيف تتشكل ... وأسباب ثورانها.

ما هي البراكين.

البركان هو في الأساس فتحة يتم من خلالها تصريف هذه الصهارة والغازات المذابة التي تحتويها. على الرغم من وجود عدة عوامل تؤدي إلى اندلاع بركاني، إلا أن هناك ثلاثة عوامل تسود: طفو الصهارة، والضغط من الغازات الخارجة في الصهارة، وحقن دفعة جديدة من الصهارة في غرفة الصهارة المملوءة بالفعل.

كيف تتشكل وأسباب ثورانها.

عندما تذوب الصخور داخل الأرض، تظل كتلتها كما هي بينما يزداد حجمها - مما ينتج عنه ذوبان أقل كثافة من الصخور المحيطة. ثم ترتفع هذه الصهارة الأخف نحو السطح بفضل طفوها. إذا كانت كثافة الصهارة بين منطقة تولدها والسطح أقل من كثافة الصخور المحيطة والعلوية، فإن الصهارة تصل إلى السطح وتثور.

تحتوي الصهارة لما يسمى بالتركيبات الأنديسية والريوليتية أيضًا على مواد متطايرة مذابة مثل الماء وثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكربون. أظهرت التجارب أن كمية الغاز المذاب في الصهارة (قابليتها للذوبان) عند الضغط الجوي تساوي صفرًا، ولكنها ترتفع مع زيادة الضغط.

على سبيل المثال، في الصهارة الأنديزيتية المشبعة بالماء وستة كيلومترات تحت السطح، حوالي 5 بالمائة من وزنها مذاب في الماء. عندما تتحرك هذه الصهارة نحو السطح، تقل قابلية ذوبان الماء في الصهارة، وبالتالي ينفصل الماء الزائد عن الصهارة في شكل فقاعات. مع اقتراب الصهارة من السطح، يتحلل المزيد والمزيد من الماء من الصهارة، مما يؤدي إلى زيادة نسبة الغاز / الصهارة في القناة. عندما يصل حجم الفقاعات إلى حوالي 75 في المائة، تتفكك الصهارة إلى الأرومة البركانية (الأجزاء المنصهرة والصلبة جزئيًا) وتنفجر بشكل متفجر.

العملية الثالثة التي تسبب الانفجارات البركانية هي حقن الصهارة الجديدة في غرفة مملوءة بالفعل بالصهارة ذات التكوين المتشابه أو المختلف. يجبر هذا الحقن بعض الصهارة الموجودة في الغرفة على التحرك لأعلى في القناة والانفجار على السطح.

على الرغم من أن علماء البراكين يدركون جيدًا هذه العمليات الثلاث، إلا أنهم لا يستطيعون حتى الآن التنبؤ بحدوث ثوران بركاني. لكنهم حققوا تقدمًا كبيرًا في التنبؤ بالانفجارات البركانية. يتضمن التنبؤ الطابع والوقت المحتملين للانفجار في بركان خاضع للمراقبة. تعتمد طبيعة الثوران على السجل التاريخي والتاريخي للبركان المعني ومنتجاته البركانية. على سبيل المثال، من المحتمل أن يؤدي البركان الذي ينفجر بعنف والذي أدى إلى سقوط الرماد وتدفق الرماد وتدفقات الطين البركاني (أو الانهيارات) إلى القيام بنفس الشيء في المستقبل.

يعتمد تحديد توقيت الثوران في بركان مراقب على قياس عدد من المعلمات، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، النشاط الزلزالي في البركان (خاصة عمق وتواتر الزلازل البركانية)، وتشوهات الأرض (يتم تحديدها باستخدام مقياس الميل و / أو GPS، وقياس التداخل عبر الأقمار الصناعية)، وانبعاثات الغازات (أخذ عينات من كمية غاز ثاني أكسيد الكبريت المنبعثة من مطياف الارتباط، أو COSPEC). حدث مثال ممتاز للتنبؤ الناجح في عام 1991. توقع علماء البراكين من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية بدقة ثوران بركان بيناتوبو في الفلبين في 15 يونيو، مما سمح بإخلاء قاعدة كلارك الجوية في الوقت المناسب وإنقاذ آلاف الأرواح.

حقائق ومعلومات عن البراكين.

• ما هو أكبر ثوران بركاني في القرن العشرين؟

حدث أكبر ثوران بركاني في العالم في القرن العشرين في عام 1912 في نوفاروبتا في شبه جزيرة ألاسكا فيما يعرف الآن باسم محمية كاتماي الوطنية والمحمية. انفجر ما يقدر بـ 15 كيلومترًا مكعبًا من الصهارة بشكل متفجر خلال 60 ساعة بدءًا من 6 يونيو. هذا الحجم يعادل 230 عامًا من الثوران في كيلوا (هاواي) أو حوالي 30 ضعفًا للحجم الذي ثار به جبل سانت هيلينز (واشنطن).

• أين يوجد أكبر بركان نشط في العالم؟

يرتفع ماونا لوا في هاواي تدريجيًا إلى أكثر من 4 كيلومترات (2.5 ميل) فوق مستوى سطح البحر، وهو أكبر بركان نشط على كوكبنا. تنحدر أجنحة الغواصة إلى قاع البحر لمسافة 5 كيلومترات إضافية (3 أميال)، وينخفض ​​قاع البحر بدوره بسبب الكتلة العظيمة لماونا لوا 8 كيلومترات أخرى (5 أميال). هذا يجعل قمة البركان حوالي 17 كم (10.5 ميل) فوق قاعدته.

• هل من الخطر العمل على البراكين؟ ما الاحتياطات التي يتخذها العلماء؟

البراكين هي أماكن جميلة بطبيعتها حيث تتحد قوى الطبيعة لإنتاج أحداث رائعة ومناظر طبيعية خلابة. بالنسبة لعلماء البراكين، من الممتع العمل عليهم! ومع ذلك، فإن السلامة هي الشغل الشاغل دائمًا لأن البراكين يمكن أن تكون أماكن خطرة. يحاول علماء هيئة المسح الجيولوجي جاهدين فهم المخاطر الكامنة في أي موقف، ثم تدريب وتجهيز أنفسهم بالأدوات والدعم.

• ما هو "حلقة النار"؟

معظم الزلازل والانفجارات البركانية لا تضرب بشكل عشوائي، ولكنها تحدث في مناطق محددة، مثلاً على طول حدود الصفائح. إحدى هذه المناطق هي حلقة النار المحيطة بالمحيط الهادئ، حيث تلتقي صفيحة المحيط الهادئ بالعديد من الصفائح التكتونية المحيطة. تعتبر Ring of Fire المنطقة الأكثر نشاطًا من الناحية الزلزالية والبركانية في العالم.

• ما هي بعض فوائد الانفجارات البركانية؟

مع مرور الوقت الجيولوجي، استفادت الانفجارات البركانية والعمليات ذات الصلة البشرية بشكل مباشر وغير مباشر: تتفكك المواد البركانية في نهاية المطاف ويتسبب الطقس في تشكيل بعض من أكثر التربة خصوبة على الأرض، والتي أنتجت زراعتها غذاءً وفيرًا وعززت الحضارات. تم تسخير الأنظمة البركانية الحديثة لإنتاج الطاقة الحرارية الجوفية.

• كم عدد البراكين النشطة الموجودة على الأرض؟

هناك حوالي 1350 بركانًا نشطًا محتملًا في جميع أنحاء العالم، بصرف النظر عن الأحزمة المستمرة للبراكين في قاع المحيط في مراكز الانتشار مثل سلسلة جبال الأطلسي الوسطى. اندلع حوالي 500 من هذه البراكين البالغ عددها 1350 في الزمن التاريخي. يقع العديد منها على طول حافة المحيط الهادئ فيما يعرف باسم "حلقة النار".