البراكين

البراكين: هي الأماكن التي تنبثق منها الصخور المنصهرة (الصهارة) من باطن الأرض لتستقر على السطح الخارجي للقشرة الأرضية. وتوجد البراكين في المناطق التي يتوفر فيها مخزون عالٍ من الحمم، حيث تقع معظم البراكين النشطة بالقرب من هوامش الصفائح المكوّنة للقشرة الأرضية، وهناك براكين استثنائية تسمى براكين البقع الساخنة مثل بقع ماونالوا الساخنة في هاواي التي تصعد فوق تجمعات من الصهارة تسمى ريش الجبة. وينتج عن ثوران البراكين انبثاقات مختلفة، فبعض البراكين تقذف الرماد والغازات، وبعضها يقذف صخوراً مسحوقة، وأخرى تقذف سيلاً من الطين المدمر الذي يسبب الانهيارات الجليدية.

 

ثوران البراكين

تتشكل الماغما في باطن الأرض نتيجة الضغط والحرارة، ولأن الماغما أقل وزناً وكثافةً من الصخور الصلبة في القشرة الأرضية، فإنها تصعد إلى الأعلى باتجاه السطح، وأثناء صعودها تتسبب بتفتيت بعض أنواع الصخور على بعد عدة كيلومترات من سطح القشرة الأرضية بسبب حرارتها العالية جداً، مما يؤدي إلى تشكُّل فجوات تُعرف باسم "حجرة الصهارة"، حيث تتجمع فيها صُهارة الماغما الصاعدة إلى الأعلى. ومع مرور الوقت، تشق الماغما طريقها إلى السطح الخارجي عن طريق مرورها بالشقوق، والصدوع، والأجزاء الضعيفة من الصخور، والأخاديد التي تشكّلت بفعل حركات التباعد والتقارب بين الصفائح؛ لهذا نجد أن 90% من البراكين حول العالم تتركز عند حواف الصفائح، أما البراكين الأخرى فإنها تتكون في مناطق البقع الساخنة التي تتشكّل نتيجة حركة التيارات الحرارية الصاعدة من باطن الأرض، فتؤدي تدريجياً إلى ذوبان الصفيحة فوقها وبالتالي تندفع الصهارة إلى الخارج.

 

الأحداث المصاحبة لثوران البراكين

يُصاحب حدوث ثوران البراكين العديد من الأحداث، والمخاطر المختلفة، والتي قد تؤثر بشكل مباشرٍ أو غير مباشر على البيئة المحيطة، ونذكر فيما يأتي أهم هذه الأحداث:

 

تدفقات الحمم البركانية: تتشكل الصهارة في البراكين بفعل انصهار الصخور في طبقة الوشاح؛ نتيجةً لارتفاع درجات الحرارة بشكل كبير، وتُعد الصهارة الناتجة عن ذوبان الصخور أقل كثافةً من الصخور الصلبة التي حولها، نتيجةً لذلك تقوم قوة الجاذبية القوية بدفع الصهارة إلى السطح عن طريق مرورها بالصدوع، وفي بعض الأحيان قد تتجمع الصهارة في باطن الأرض إلى أن ينتج الضغط المناسب لتتدفق إلى السطح، ويتّخذ التدفق شكلين أساسيين حول العالم؛ فإما أن يكون التدفق سلساً ذا سطح أملس أو لزجاً يغطي سطحه أكوام سميكة متكتلة. وعندما تصل الصهارة إلى السطح يطلق عليها اسم (الحمم) وهي أكثر المنتجات شيوعاً للبراكين، حيث تتعرض للظروف الجوية المباشرة لتبرد وتكون الصخور البركانية، وتنقسم الصخور البركانية إلى أربعة أنواع رئيسية: البازلت، الأنديزيت، داسيت، والريولايت.

الانفجارات البركانية: تحدث الانفجارات البركانية الضخمة عندما يحدث تمدد سريع للغازات في باطن الأرض، نتيجة حدوث هبوط مفاجئ في الضغط للنظام الحراري الهيدروليكي على بعد قريب، أو بسبب الاختلاط السريع بين الصهارة والمياه الجوفية. وخلال الانفجار البركاني يحدث تناثر للحمم البركانية، والصخور، وتكون مصحوبةً بانبعاثات الرماد، والكتل والشظايا الساخنة والتي قد تصل إلى عشرات الكيلومترات في الجو، ويمكن تصنيف هذه الانبعاثات حسب حجمها، حيث يقارب حجم الرماد حجم حبات الأرز، ويتراوح حجم الشظايا الساخنة بين 2 مم إلى حوالي 64 ملم، أما الكتل التي يزيد حجمها عن 64 ملم فتسمى الكتل أو القنابل البركانية، ويمكن تحديد شدة الانفجار البركاني عن طريق معرفة كمية الغازات المنبثقة ودرجة لزوجة الماجما وتركيبها المعدني.

تدفقات البيروكلاستيك: يُطلق عليها أيضاً الانهيارات الثلجية المتوهّجة أو تدفقات الرماد، وهو الحدث الأكثر خطورة الذي قد يحدث عند ثوران البركان، وتختلف التدفقات البيروكلاستيك عن بعضها البعض من حيث الحجم والنوع، إلا أنها تشترك في امتلاكها طبقة مائعة من الجسميات البركانية القاتلة، جزيئات هواء محتبسة، وغازات متفجّرة، وتتميز هذه التدفقات بدرجات الحرارة العالية التي تتراوح بين 100 و700 درجة مئوية حيث تؤدي إلى صهر كل ما يعترض طريقها، كما تتميز بسرعة التدفق الكبيرة التي قد تصل إلى 160 كم في الساعة.

السحب الغازية: قد ينتج عن ثوران البراكين سحب من الغازات الخانقة أو السامة مثل ثاني أكسيد الكربون، وأول أكسيد الكربون، وكبريتيد الهيدروجين، وثاني أكسيد الكبريت، والتي تؤدي إلى تلوّث البحيرات وموت الحيوانات وتُلحِق الضرر بالغطاء النباتي، ومن أكثر الغازات البركانية شيوعاً هي بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت، وكبريتيد الهيدروجين، كما يوجد كميات قليلة من العناصر والمركبات الطيارة الأخرى، مثل الهيدروجين، والهليوم، والنيتروجين، وكلوريد الهيدروجين، وفلوريد الهيدروجين، والزئبق. ويمكن تحديد الغازات المتطايرة عن طريق معرفة كمية الأكسجين في البيئة البركانية، فعندما ينقص الأكسجين، تكون عناصر الميثان، والهيدروجين، وكبريتيد الهيدروجين مستقرة كيميائياً، أما عندما تختلط الغازات البركانية الساخنة مع الغازات الجوية، يكون بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت عناصر مستقرة.

سقوط الرماد: مع استمرار انبثاق الجسيمات البركانية إلى الأعلى أثناء ثوران البراكين، تتساقط غيوم الرماد العالية الناتجة عن تدفق الحمم البركانية، حيث تتراكم على سطح الأرض بسمك بضعة سنتيمترات، وقد يؤدي تساقط الرماد إلى حدوث ضرر للنباتات، ويمكن أن يتسبّب بالمجاعة والأمراض في الدول الفقيرة. وعلى الرغم من ذلك، فإن تحلل الغبار والرماد البركاني الغني بالمغذيات يؤدي إلى تشكل أفضل أنواع التربة في العالم.

الانهيارات الثلجية والتسونامي والتدفقات الطينية: تحدث الانهيارات الثلجية نتيجة ثوران البراكين عن طريق تحول الصخور إلى طين بفعل النشاط الحراري المائي، وقد تؤدي هذه الانهيارات إلى حدوث ظاهرة تسونامي نتيجةً لاندفاع الجليد بشكل مفاجئ في المياه. وتحدث التدفقات الطينية عندما تُغمَر الوديان القريبة من البركان بالمياه الممزوجة بالرماد، أو الطين المائي الحراري.