سر البراكين التي لا تنفجر يحظى أخيرًا بالإجابة الحاسمة
🌋 مُلخّص بصري:
كشفت دراسة حديثة سرَّ بركانين يمتلكان كمية غاز كبيرة في الحمم رغم ذلك لا ينفجران بصورة عنيفة. الأمر مرتبط بقوة قص (Shear Forces) داخل الصهارة تساهم في حدوث فقاعات غاز مبكراً، مما يسمح بخروج الغاز تدريجياً وهدوء التدفق البركاني، وهذا يغير النظرة التقليدية حول شكل وديناميكية الثورات البركانية.
🌍 لغز البراكين التي لا تنفجر: هل حلّ الأمر أخيرًا؟
لطالما أثارت ظاهرة البراكين التي تمتلك صهارة غنية بالغازات لكنها لا تنفجر انفجارات عنيفة فضول العلماء وعامة الناس حول العالم. لماذا يصدر بعضها تدفقات حمم هادئة بينما يتسبب البعض الآخر في انفجارات عنيفة مدوية؟ التفسير التقليدي كان يرتكز على ضغط الغاز داخل الصهارة، لكن الدراسات الحديثة كشفت بُعدًا جديدًا مهمًا يفتح آفاقًا لفهم ظواهر بركانية معقدة.
✨ الحمم والغازات: العلاقة التقليدية
تُعد فقاعات الغاز داخل الصهارة من أهم المؤثرات على طبيعة الانفجار البركاني. وفقًا للنظرية التقليدية، يحدث تكون الفقاعات بسبب انخفاض الضغط بينما ترتفع الصهارة نحو سطح الأرض. يشبه هذا الأمر فتح زجاجة شامبانيا، حيث يخزن ثاني أكسيد الكربون تحت ضغط عالي، وعند إزالة الغطاء ينفجر الغاز فجأة على شكل فقاعات.
لكن هذه النظرية لوحدها لا تفسر الحالات التي يظهر فيها بركان مثل Mount St. Helens في الولايات المتحدة أو Quizapu في تشيلي تدفقات حمم بطيئة ورقيقة رغم احتوائهم على كميات غاز عالية.
🧭 ظهور بعد جديد: القوى القصية وتأثيرها المذهل
فريق بحث دولي ضم علماء من معهد ETH Zurich وقد اكتشف ظاهرة مهمة: القوى القصية (Shear Forces) داخل الصهارة تُحفز تكوين الفقاعات الغازية حتى قبل انخفاض الضغط الذي كنا نظنه السبب الرئيسي طول الوقت.
يحدث هذا عندما تتحرك الصهارة داخل قناة البركان، حيث تتحرك طبقات الصهارة القريبة من جدران القناة أبطأ منها في مركزها بسبب الاحتكاك. هذا الاختلاف في السرعة يشبه ارتفاع العسل إذا حركناه بالملعقة، وينشأ عنه “عجن” للصهارة وتكوين فقاعات.
- تبدأ بعض الفقاعات بالتشكل على طول الجدران.
- تتجمع هذه الفقاعات لتكون قنوات تسمح لخروج الغاز تدريجيًا.
- بالتالي يُخفَّف الضغط داخل الصهارة مما يسمح بتدفقات حمم هادئة بدلًا من انفجارات عنيفة.
“أنماط جديدة داخل القنوات البركانية تؤكد أن انفجارات البراكين ليست مجرد انفجار غاز مفاجئ بل تتأثر بقوى ميكانيكية داخل الصهارة.”
📸 لماذا بعض البراكين غازية لكن هادئة؟
هذه الفكرة تقدم تفسيرًا منطقيًا لما كان لغزًا طيلة عقود:
- في حالة الصهارة الغازية، قد تكون القوى القصية قوية كفاية لإخراج الغاز تدريجيًا عبر قنوات داخل الصهارة.
- هذا يسمح بخروج الغاز وعدم تراكم الضغط على شكل فقاعات ضخمة تسبب انفجارات عنيفة.
- بالمقابل، إذا كانت الصهارة تحتوي على غازات أقل، ولكن القوى القصية باعثة على تكون مفاجئ وفجائي لفقاعات كثيرة، تحدث انفجارات عنيفة.
مثال واضح على ذلك هو ثورة بركان Mount St. Helens عام 1980 التي بدأت بتدفقات حمم هادئة بفضل هذه القوى القصية، ثم تحولت لانفجار عنيف بعد انفجار الغطاء الصخري فجأة وتراجع الضغط المفاجئ.
🌋 توضيح القوى القصية من خلال التجارب المختبرية
قام الباحثون بتصميم تجربة باستخدام سوائل لزجة تحاكي الصهارة، مملوءة بثاني أكسيد الكربون، ليرصدوا تأثير القوى القصية على تكوين الفقاعات. عند تحريك السائل بشكل سريع ومتفاوت داخل الحاوية:
- تكون تشكيل الفقاعات فجائية عند تجاوز قوة قص معينة.
- السوائل الغنية بالغاز تحتاج لقوى أقل لتكون المزيد من الفقاعات.
- الفقاعات الموجودة تُساعد في تشجيع تشكل فقاعات إضافية.
استخدم الفريق أيضًا فرضيات الحاسوب لمحاكاة هذه العملية، فكانت النتائج مطابقة للمشاهدات البركانية الواقعية.
“التفاعل بين الصهارة وجدران قناة البركان يزيد من فرص “التهوية” المبكرة للغازات، ما يمنع الانفجار المفاجئ.”
🎭 تطبيقات علمية وتأثير مستقبلي على التنبؤ البركاني
فهم هذه القوة القصية ومساهمتها في تكون الفقاعات داخل الصهارة يُعد بُعدًا جديدًا في مجال علم البراكين. تؤثر هذه النتائج على طرق التنبؤ بنمط ثورات البراكين والتقييم الدقيق لخطر الانفجار.
- تحديث نماذج التنبؤ بالانفجارات البركانية يأخذ في الاعتبار قوى القص والتغير في حركة الصهارة.
- يُمكّن العلماء من التمييز بين بركان يحتمل انفلاجًا مفاجئًا وآخر قد يظهر تدفقات هادئة رغم وجود غازات.
- ربما يُسهم في حماية السكان القريبين عبر توقع أفضل لأنماط الثورات البركانية.
🧭 الخلاصة
كشفت دراسة جديدة عن دور القوى القصية في تشكل فقاعات الغاز داخل الصهارة، مما يفسر سر براكين غازية لا تنفجر بعنف كما كان مفترضًا. هذا الاكتشاف يفتح آفاقًا لفهم ديناميكية الثورات البركانية وتعزيز الدقة في عمليات التنبؤ البركاني.
البراكين ليست فقط مسألة ضغط غاز محتجز بل آلة معقدة تتحكم بها عوامل ميكانيكية دقيقة داخل مجاري الصهارة، تكشف كل يوم عن حكايات جديدة عن كوكبنا النابض بالحياة.
محطات طبيعية غامضة تشرح أسرار البركان 🌍
صورة توضيحية لتدفق حمم بركانية هادئة في أحد البراكين النشطة حول العالم
لماذا هذه القصة مميزة؟
اكتشاف يحول فهمنا لكيفية بدء الثورات البركانية، ويوفر تفسيرًا منطقيًا لسلوكيات غامضة لدى براكين مشهورة.
بهذا الفهم المتجدد، يظل كوكبنا مثيرًا ومليئًا بالأسرار التي تتحدى العلماء وتغذي شغفنا الطبيعي للتعرف على ظواهره الفريدة.