كيف تحدث البراكين

كيفية حدوث البراكين

يعرّف البركان (بالإنجليزية: Volcano) بأنّه فتحة أو فوّهة في سطح الأرض تتدفّق من خلالها الصهارة، والغازات الساخنة، والرماد، وشظايا الصخور من باطن الأرض، ويتكوّن البركان عندما تذوب أجزاء من طبقة الوشاح الصلب داخل الأرض، وتكوّن سائلاً ساخناً من الصخور المذابة يُعرف باسم الصهارة (بالإنجليزية: Magma) التي تتجمّع في فجوات تُسمّى غرف الصهارة (بالإنجليزية: magma chambers)، ويجدر بالذكر أنّه مع ازدياد كمية الصهارة يزداد الضغط، ممّا يسبّب تشقّق الصخور حول هذه الفجوات، فترتفع الصهارة من خلال الشقوق للأعلى؛ لأنّها أخفّ وزناً وكثافة من الصخور المحيطة، ثمّ تندفع مع ثوران البركان إلى سطح الأرض عبر الفوّهة البركانية على شكل حمم بركانية (بالإنجليزية: Lava)، بالإضافة إلى مواد أخرى، مثل: الرماد البركاني، والغازات، والزجاج البركاني كالسبج (بالإنجليزية: Obsidian) والخفاف (بالإنجليزية: Pumice)، وذلك اعتماداً على نوع الانفجار البركاني.

نواتج حدوث البراكين

ينتج عن انفجار البراكين خروج مواد متعدّدة، هي:

• الرماد البركاني: (بالإنجليزية: Ash fall)، هو مادة ذات جزيئات صغيرة يزيد قطرها عن 2ملم بقليل تنتشر على مناطق واسعة أثناء انفجار البركان، ومن خصائص هذه الجزيئات أنّها صلبة، وقد تتسبّب بكشط وتآكل بعض الأسطح التي تحتكّ بها، والرماد البركاني مادة غير قابلة للذوبان في الماء، إلّا أنّها تصبح موصلة للكهرباء عندما تكون رطبة، كما أنّها قد تتسبّب بحدوث ظاهرتي الرعد والبرق نتيجة احتكاك الجزيئات ببعضها أثناء اندفاعها، ويمكن أن يؤدّي سقوط الرماد إلى تقليل مدى وضوح الرؤية، وجعل الطرق زلقة، ممّا يعيق السير عليها، كما قد يسبّب الرماد المتساقط حديثاً تشكّل طبقة حمضية تؤدّي إلى تهيّج العينين والرئتين، وتلوّث مصادر المياه المحلية، وتلف بعض النباتات، ويمكن أن تتراكم طبقة الرماد بسرعة على أسطح المنازل، ممّا يؤدّي إلى انهيارها، وقد تتسبّب أيضاً بتلف خطوط الكهرباء، ولكن مع ذلك فقد يمتزج الرماد البركاني مع التربة السطحية الخصبة في المناطق البركانية مع مرور الوقت.
• تدفّقات الحطام الطينية أو اللاهار: (بالإنجليزية: mud or debris flows)، هي مزيج ساخن أو بارد من الماء والحطام البركاني المُتدفّق على منحدرات البركان، والذي يختلف في حجمه وسرعته اعتماداً على محتواه من الماء وحطام الصخور، ودرجة انحدار البركان، فقد يتراوح عرض الصخور فيه من بضعة إلى مئات الأمتار، كما قد يختلف عمقها من عدّة سنتيمترات إلى عشرات الأمتار، أمّا سرعة التدفّق فيمكن أن تتراوح من بضعة أمتار إلى عشرات الأمتار في الثانية، ويمكن أن يزداد حجم هذه التدفّقات إلى أكثر من عشرة أضعاف حجمها الابتدائي؛ بسبب جرفها للمزيد من الصخور، وامتصاصها لكمية إضافية من المياه خلال تدفّقها، وغالباً ما تحدث تدفّقات الحطام الطينية عند البراكين الطبقية (Stratovolcanoes) التي يكون ثورانها بشكل انفجاري، ممّا ينتج عنه الكثير من الحجارة والصخور المتكسّرة.
• تدفّقات الحمم البركانية: (بالإنجليزية: Lava flows)، هي صخور منصهرة تتدفّق خارجة من فوّهة البركان، والحمم البركانية قد تدفن وتحرق كل شيء يمرّ في طريقها، ولكنّها تتدفّق ببطء ولمسافات محدودة، إذ يمتدّ معظمها إلى أقلّ من 8كم من نقطة حدوث البركان، ممّا يعطي وقتاً كافياً للناس للنجاة والابتعاد عن مسارها، وبسرعة تتراوح بين 1-10كم/ساعة، وقد تصل أحياناً إلى سرعات تزيد عن 30كم/ساعة.
• تدفّقات الفتات البركاني: (بالإنجليزية: Pyroclastic flows)، هو خليط ساخن وعالي الكثافة من الغازات وشظايا الصخور متعدّدة الأحجام، والتي تنزلق من فوّهة البركان باتّجاه أسفل المنحدر البركاني، وبسرعة كبيرة تزيد عن 80كم/ساعة غالباً، وذلك باتّجاه الوديان أو المناطق المنخفضة التي تستقرّ فيها لتشكّل طبقات بسماكة تتراوح بين 1-200م، وهي تدمّر كلّ ما يمرّ في طريقها، وتجرف معها الأبنية، كما قد تتسبّب الحرارة العالية للغازات المتدفّقة -والتي تتراوح بين 200-700 درجة مئوية- في حدوث حرائق للمباني، والغابات، والأراضي الزراعية، وينتج عن تدفّقات الفتات البركاني في بعض الأحيان إصابات خطيرة للبشر والحيوانات نتيجة الحروق، واستنشاق الرماد والغازات الساخنة.
• التفرا: (Tephra)، هي شظايا من الصخور البركانية تُقذف في الهواء أثناء انفجار البركان، إذ يتراوح قطر هذه الشظايا بين أقلّ من 2ملم إلى أكثر من 1م.
• الغازات البركانية: (Volcanic gases)، تشمل ثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت، وكلوريد الهيدروجين، وفلوريد الهيدروجين، وتنبعث هذه الغازات أثناء ثوران البركان، كما قد تتسرّب بشكل مستمرّ من خلال التربة، والفوّهات والمنافذ البركانية، والأنظمة الحرارية المائية، ويجدر بالذكر أنّ بعض الغازات البركانية لها أضرار كبيرة على البيئة والمناخ، مثل: تلوّث الهواء، والمطر الحمضي الناتج عن ثاني أكسيد الكبريت، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون الذي قد يتجمّع في المناطق المنخفضة، ويترسّب في التربة، ممّا يلحق أذى كبير بالبشر، والحيوانات، والنباتات، كما يمكن للغازات المنبعثة إلى طبقة الستراتوسفير أن تساهم في خفض درجة حرارة سطح الأرض، واستنفاد طبقة الأوزون، أمّا جزيئات الفلورين المركّزة في حبيبات الرماد البركاني فتسبّب ضرراً كبيراً للحيوانات عندما تدخل أجسادهم.

مناطق حدوث البراكين

هناك ثلاث مناطق رئيسية تنشأ فيها البراكين، هي:

• النقاط الساخنة: (Hot Spots)، هي بقع في باطن الأرض ترتفع عندها درجات الحرارة، ممّا يُجبر الصهارة على الارتفاع إلى السطح عبر الوشاح والقشرة الأرضية، لتشكّل مراكز نشاط بركاني، وتعدّ جزر هاواي مثالاً على الجزر البركانية التي تكوّنت فوق النقاط الساخنة.
• الحدود التباعدية للصفائح: (Divergent Plate Boundaries)، تتحرّك الصفائح التكتونية مبتعدة عن بعضها البعض عند الحدود التباعدية، وينتج عن هذا التباعد تشقّقات وصدوع في القشرة الأرضية بين الصفيحتين، فتندفع الصهارة من الوشاح باتّجاه سطح الأرض لملء هذه الفراغات، ثمّ تخرج على السطح على شكل حمم بركانية، والتي تبرد وتتصلّب لتكوّن صخوراً بازلتية، ويجدر بالذكر أنّ الصخور البازلتية تعدّ الأكثر وفرة بين صخور القشرة الأرضية.
• الحدود التقاربية للصفائح: (Convergent Plate Boundaries)، تعدّ الحدود التقاربية بين الصفائح موقعاً شائعاً لتشكّل البراكين، فعندما تصطدم صفيحتين ببعضهما، تهبط الصفيحة المحيطية ذات الكثافة الأعلى تحت الصفيحة ذات الكثافة الأقلّ، ممّا يؤدّي إلى حدوث نشاط بركاني، إذ تُذيب الحرارة العالية في باطن الأرض جزءاً من الصفيحة التي هبطت، فتندفع المادة المنصهرة للأعلى، ومن الأمثلة على البراكين التي تشكّلت بهذه الطريقة البراكين الموجودة على طول المحيط الهادئ، والتي تعرف باسم منطقة الحزام الناري (ring of fire).