لماذا تتفاوت انفجارات البراكين بين هدوء مائع ولواز نارية شاهقة؟
كشفت دراسة علمية حديثة أن سرّ الاختلاف في أنماط الانفجارات البركانية يعود إلى درجة حرارة الصهارة داخل البراكين قبل وصولها إلى سطح الأرض. إذ يؤثر ارتفاع حرارة الصهارة أو ما يُعرف بـ «التسخين الفائق» على إبطاء تكوّن البلورات داخل الماغما، ما يمكن أن يُفسر ظهور نوافير لافا ضخمة في بعض البراكين مقابل تدفق مائع أهدأ في أخرى.
ما هو التسخين الفائق ودوره في نشاط البركان؟
التسخين الفائق هو حالة تصل فيها درجة حرارة الصهارة إلى مستويات تتجاوز الحد الذي تبقى عنده البلورات مستقرة داخل الماغما. نتيجة هذا التشبع الحراري، يبقى الماغما سائلاً بدرجة كبيرة ولا تتشكل البلورات فيه بسهولة. هذه الظاهرة تعني أن الماغما يحتفظ بسيولة أكبر لفترة أطول أثناء صعوده نحو سطح الأرض.
مع تقدم المسيرة العلمية لفريق دولي من جامعة مانشستر، والاعتماد على مواد من ثوران بركان تاجوغايت في لا بالما بإسبانيا، تبين أن التسخين الفائق يوقف عمليتي تكوّن البلورات وتعزيزها مؤقتًا. هذا الأمر يؤثر بشكل مباشر على لزوجة الماغما أو مدى سماكته، وهو عامل حاسم في سرعة تدفقه وطريقة فرار الغازات البركانية المحبوسة.
تأثير البلورات على لزوجة الماغما وسلوك الانفجار
- في الظروف المعتادة، تبدأ البلورات بالتبلور داخل الماغما عند تبريده، مستغلّة بعض البلورات الصغيرة السابقة كنقاط بداية.
- التسخين الفائق يؤدي إلى إذابة هذه البلورات الدقيقة، مما يمنع نمو بلورات جديدة في فترة زمنية طويلة.
- نتيجة لذلك، يُصبح الماغما أكثر انسيابية وأقل لزوجة.
وهذا الانسياب السلس يتيح للماغما الصعود بشكل أسرع، مما يؤدي إلى احتجاز أكبر للغازات البركانية المتصاعدة داخل الماغما. وعندما تنفجر هذه الغازات، فإنها تدفع اللابة إلى الأعلى بشكل قوي وتشكل نوافير لافا شاهقة تشتهر بها بعض الانفجارات العنيفة.
تجربة علمية تتابع تكوّن البلورات وتكشف الفارق
في مختبرات متقدمة باستخدام تقنية التصوير المقطعي بالأشعة السينية في مركز Diamond Light Source البريطاني، تابع العلماء نمو البلورات داخل عينات الماغما في ظروف تحاكي باطن الأرض. النتائج أظهرت أن الماغما التي تعرضت لتسخين فائق تؤخر بدء تكون البلورات حتى ما يزيد عن ثماني ساعات، مقارنة بنصف ساعة تقريبًا للصخور التي لم تصل لدرجات حرارة مرتفعة مسبقًا.
هذا التأخير الكبير في تكوين البلورات يفسر كيف تظل الصهارة سائلة ومرنة لفترة كافية لتكوين نفاثات لافا ضخمة عالية الشاهقة في بعض الثورات البركانية، وهو أمر غير مرئي من قبل في الدراسات التقليدية.
تأثير هذه النتائج على فهمنا للانفجارات البركانية
تقدم هذه الدراسة فهماً أعمق لكيفية تأثير التاريخ الحراري للصهارة على سلوك البراكين. فتاريخ تسخين الماغما قبل الصعود إلى السطح قد يكون العامل الذي يحدد ما إذا كان البركان سينفجر بشكل عنيف مُنتجاً لافا على شكل نوافير أو سينبعث منه لافا تتدفق بهدوء على السطح.
يوضح هذا الاكتشاف سبب الاختلاف في طبيعة الانفجارات حتى في براكين ذات مكونات صهارة وغازات مشابهة. وعليه، يمكن اعتماد خصائص التسخين الفائق وتأخير التبلور لتحسين نماذج التنبؤ بسلوك البراكين وكيفية تقييم المخاطر المرتبطة بها.
نظرة مستقبلية في مراقبة البراكين وتخفيف المخاطر
تراقب وكالات الزلازل والبراكين حول العالم مؤشرات مثل نشاط الزلازل، التشوهات الأرضية، وانبعاث الغازات لدراسة تقلبات البراكين. ولكن، التحدي يكمن في توقع شكل الانفجار وطبيعته الدقيقة.
إن إدخال البيانات المتعلقة بالتسخين الفائق وتأخير تكون البلورات يمكن أن يساهم في تحسين قدرة العلماء على تفسير بيانات الرصد، وعليه يزيد من دقة تحذيرات الانفجارات البركانية التي قد تؤثر على المجتمعات القريبة.
هذه الأبعاد الجديدة تعزز الفهم العام للنشاط البركاني، لكنها في الوقت نفسه تؤكد أن درجات الحرارة ليست وحدها المتحكمة في نوعية الانفجار بل هي جزء من منظومة عوامل مركبة ومعقدة.
المصدر: موقع جامعة مانشستر
📚 مقالات ذات صلة
اكتشاف المزيد من Mohdbali
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
تطبيقاتنا على أندرويد
