ما الذي يؤدي إلى ثوران البراكين؟ - ستيفن أندرسون

شاهد الدرس كاملاً: https://ed.ted.com/lessons/what-makes-volcanoes-erupt-steven-anderson

في شهر فبراير من العام 1942، ظنّ المزارع المكسيكي ديونيسيو بوليدو أنه سمع صوت رعد قادماً من حقل الذرة الخاص به. لكن الصوت لم يكن من السماء؛ لقد كان المصدر شقًّا كبيرًا محترقًا، ينفث الغاز ويقذف الصخور، وقد أصبح هذا الشق معروفاً فيما بعد باسم بركان باريكوتين. من أين تأتي هذه البراكين الجديدة، وما السبب وراء انفجارها المفاجئ. يبحث ستيفن أندرسون في الأمر.

التقديم بواسطة ستيفن أندرسون، الإخراج بواسطة استديوهات كابونغ.

في شهر فبراير من العام 1942،
ظنّ المزارع المكسيكي ديونيسيو بوليدو

أنه سمع صوت الرعد قادماً
من حقل الذرة الخاص به.

لكن الصوت لم يكن من السماء.

لقد كان المصدرُ شقًّا كبيرًا محترقًا،
ينفث الغاز ويقذف الصخور.

وقد أصبح هذا الشق معروفاً
فيما بعد باسم بركان باريكوتين،

وخلال تسع سنوات، غطّت حممه البركانية
ورماده أكثر من مئتي كيلو مترٍ مربع.

لكن من أين أتى هذا البركان الجديد،

وما الذي أدى إلى انفجاره المفاجئ؟

تبدأ قصة كل بركان مع الصهارة.

غالباً ما تتشكّل هذه الصخور المنصهرة
في أماكن حيث يمكن لمياه المحيط أن

تترسب إلى غلاف الأرض وتخفّض
من درجة انصهار تلك الطبقة.

غالباً ما تبقى الصهارة
الناتجة تحت سطح الأرض.

وذلك بفضل التوازن الدقيق
لثلاث عوامل جيولوجية.

الأول هو ضغط الغطاء الترابي.

وهو وزن قشرة الأرض الذي
يدفع الصهارة إلى الأسفل.

تدفع الصهارة بدورها من خلال
العامل الثاني، ضغط الصهارة.

ويخلق الصراع بين هاتين القوتين
العامل الثالث:

المتانة الصخرية للقشرة الأرضية.

عادةً، تكون الصخور قويةً وثقيلةً
بالمقدار المطلوب

لتحافظ على الصهارة في مكانها.

لكن عندما يختل هذا التوازن،
قد تكون العواقب وخيمة.

أحد أكثر أسباب ثوران البراكين شيوعاً

هو الزيادة في ضغط الصهارة.

تحتوي الصهارة على عناصر ومكونات متعددة،

يذوب معظمها مع الصخور المنصهرة.

بتركيزات عالية بما فيه الكفاية، تتوقف بعض
العناصر كالماء و الكبريت عن الانصهار،

وعوضاً عن ذلك، تشكّل
فقاعات غاز عالي الضغط.

عندما تصل هذه الفقاعات إلى السطح،

تتفجّر بقوةٍ أشبه بالطلق الناري.

وعندما تتفجّر الملايين من الفقاعات
معاً في الوقت نفسه،

يمكن للطاقة أن ترسل سُحباً من الرماد
البركاني إلى طبقة الاستراتوسفير.

لكن قبل أن تفرقع، تكون أشبه بفقاعات
ثاني أكسيد الكربون في زجاجة صودا عند رجها.

وجودها يخفّض من كثافة الصهارة،

ويزيد من قوة الطفو التي تدفع
إلى الأعلى باتجاه القشرة.

يعتقد الكثير من علماء الجيولوجيا أن هذه
العملية هي السبب وراء ثوران الباريكوتين

في المكسيك.

هناك سببان طبيعيان متعارفٌ
عليهما لهذه الفقاعات الطافية.

في بعض الأحيان، الصهارة الحديثة
القادمة من الطبقات الأكثر عمقاً

تضيف مكوناتٍ غازيةٍ أخرى إلى المزيج.

لكن يمكن للفقاعات أن تتشكّل أيضاً
عندما تصبح الصهارة باردة.

في حالتها المنصهرة، الصهارة هي مزيجٌ
من الغازات المصهورة والمعادن المذابة.

عندما تتحجّر الصخور المنصهرة، تتحول بعض
هذه المعادن إلى أحجار كريستال.

لا تضم هذه العملية الكثير
من الغازات المنصهرة،

ما يُفضي إلى تركيزٍ أقوى من المكونات

التي تشكّل الفقاعات المتفجرة.

ليس كل ثوران هو بسبب
ضغط الصهارة المرتفع،

في بعض الأحيان يمكن أن يصبح
وزن الصخور أعلاه منخفضًا بشكل خطير.

يمكن للانهيارات الأرضية أن تزيل كميات
هائلة من الصخر عن سطح الحجرة الصهارية،

مخفّضةً ضغط الغطاء الترابي
ومحدثةً ثورانًا فوريًا.

تُعرف هذه العملية ﺒ "التفريغ"

وهي السبب الكامن وراء العديد
من حالات ثوران البراكين،

بما فيها الثوران المفاجئ
لبركان سانت هيلين في عام 1980.

لكن يمكن للتفريغ أن يحدث
على فتراتٍ زمنيةٍ أطول

بسبب الكتل الجليدية المنجرفة أو الذائبة.

في الحقيقة، العديد من الجيولوجيين
قلقون من أن ذوبان الكتل الجليدية

العائد إلى التغير المناخي يمكن
أن يزيد من النشاط البركاني.

أخيراً، يمكن لثوران البراكين أن يحدث
عندما لا تكون الطبقة الصخرية قوية بما يكفي

لتبقي على الصهارة محتجزةً في الأسفل.

الغازات الأسيدية والحرارة
المنبعثة من الصهارة

يمكنها أن تؤدي إلى تآكل الصخر عبر
عمليةٍ تسمى التحول الحراري المائي،

محوّلةً الأحجار الصلبة
إلى طينٍ ليّن بشكلٍ تدريجي.

يمكن للطبقة الصخرية أن تضعف أيضاً
بفعل النشاط التكتوني.

يمكن للزلازل أن تخلق شقوقاً
تسمح للصهارة أن تنفذ إلى السطح،

ويمكن لقشرة الأرض أن تضعف

عندما تتباعد الصفائح القارية عن بعضها.

للأسف، معرفة أسباب ثوران البراكين

لا يجعلها سهلة التنبؤ.

في حين يمكن للعلماء أن يحددوا
بشكل تقريبي وزن وقوة

القشرة الأرضية،

فإن عمق وحرارة الحجرات الصهارية
يجعل من قياس التغيرات

في ضغط الصهارة أمراً في غاية الصعوبة.

لكن علماء البراكين يعملون باستمرار
لاكتشاف تكنولوجيا جديدة

تقهر هذه المشكلة الصعبة.

التقدم في مجال التصوير الحراري سمح للعلماء

أن يحددوا مواقع نقاط ساخنة جوفية.

يمكن لأجهزة قياس الطيف تحليل
الغازات المنبعثة من الصهارة.

كما يمكن لأشعة الليزر تعقب أثر الصهارة
المندفعة على شكل البركان بشكلٍ دقيق.

على أمل أن تساعدنا هذه الأدوات
أن نفهم تلك الفتحات المتقلبة

وثورانها المتفجّر بشكلٍ أفضل.