المنتدى :
البحوث العلمية
البراكين
دائما تشدنا مناظر انفجار البراكين حين نراها على شاشات التلفاز، أو حين نرى صورة لها داخل إحدى المجلات.. إلا أن الذين يتعرضون واقعيا لثورة بركان قريب لا يتوقفون أمام هذا المنظر الهائل المثير من أجل التفكر في قدرة الله عز وجل، بل يفرون ناجين بجلودهم، تاركين وراءهم كل ما يملكون.. هذا ما حدث في شمال مدينة جوما في الكونغو في السابع عشر من يناير الماضي حين انفجر بركان "نييراجونجو" الواقع على بعد 10 كم، والذي أدى إلى انحدار الحمم البركانية من قمة البركان بسرعات تصل إلى 60 كم/ساعة، وأجبر 300.000 من سكان المدينة على الفرار لرواندا، وقد دمر الانفجار البركاني 14 قرية كونغولية قرب البركان، إضافة لتقسيم جوما لنصفين، ونشوب حريق هائل بمطارها، بسبب تساقط بعض قطرات بنزين الطائرات المخزون هناك على الحمم البركانية التي دخلت المطار.
كذلك أثار سقوط الحمم البركانية داخل بحيرة كيفو قلق العلماء من حدوث كارثة إنسانية بسبب احتمال تفاعل الحمم ومياه البحرية، وهو ما قد يؤدي إلى إطلاق غازات ثاني أكسيد الكربون والميثان من مياه البحيرة لتكوّن سحابة خانقة سريعة الالتهاب، قد تؤدي إلى قتل الآلاف مثل ما حدث عام 1986 في الكاميرون، وأدى إلى وفاة 1700 من المواطنين القاطنين بالقرب من بحيرة نيوس.
كما تثير سحب الدخان الكثيفة الصاعدة من نييراجونجو قلق العلماء على مجموعات الغوريلا التي تقطن سلسلة الجبال القريبة من البركان.
البراكين دمار مفيد!
انبعاث الغازات من أحد البراكين
وبالرغم من الدمار والخراب الهائلين اللذين قد ينشأان على المدى القريب عقب انفجار أحد البراكين، فإن البراكين لها على المدى البعيد فائدة كبيرة للحياة على وجه الأرض، حيث تجدد القشرة الأرضية وتتكون الجبال والهضاب والسهول، وتزداد خصوبة التربة وهو ما يشجع الشعوب على الحياة بالقرب من تلك البراكين للعمل بالزراعة .
ومن أشهر البراكين، ولعله أولها من حيث تسجيل انفجاراتها في التاريخ الحديث، بل وأكثرها دمارا، بركان فسوفيوس بإيطاليا الذي انفجر عام 79 بعد الميلاد ليدمر في خلال ساعات قليلة مدينتي الحضارة الرومانية القديمة: بومبيي، وهركيولانيوم. وقد غطى الرماد البركاني المدينتين لدرجة أنهما لم يُكتشفا إلا عام 1748 بعد اكتشاف جزء من الجدار الخارجي لإحدى المدينتين. ولم يهدأ هذا البركان، بل انفجر عدة مرات كان آخرها عام 1944.
كيف يحدث الانفجار البركاني؟
طبقات الأرض تشبه إلى حد كبير التفاحة
ولفهم كيفية حدوث الانفجارات البركانية لا بد أولا من فهم تكوين الكرة الأرضية، ولو تخيلنا الكرة الأرضية في شكل قطاع يتشابه مع شكل قطاع في تفاحة، فالكرة الأرضية لها قشرة خارجية ولب داخلي، وما بين هذا وذاك الدثار mantle أو الوشاح، وعند تجمع ظروف معينة ترتفع درجة الحرارة لدرجة انصهار الصخور عند أعلى طبقة من الوشاح مكونة ما يسمى بالصهارة magma.
حين تحدث عملية الانصهار هذه، وبسبب فروق الكثافة بين الصخور المنصهرة والصخور المتجمدة من حولها، تتصاعد الصهارة إلى أعلى كلما وجدت لنفسها منفذا، وتستمر الصهارة في الصعود إلى أعلى إلى أن تتجمع في تجويفات أرضية تقع تحت القشرة الأرضية مباشرة، وتدعى magma champers.
وبارتفاع ضغط الصهارة على مناطق الضعف التي تعلوها في القشرة الأرضية، إلى الحد الذي لا تحتمل معه هذه المناطق مزيدا من الضغط، تحدث شقوق في القشرة الأرضية أو تُفتح شقوق قديمة.
وتندفع الصهارة إلى أعلى، وحينما تصل إلى سطح اليابسة، أو سطح قاع المحيط، تسيل مكونة ما يعرف بالحمم البركانية lava وهي كلمة أصلها عربي "اللابة".
ولسيلان الحمم البركانية أشكال عدة، من أشهرها المخاريط البركانية conical volcanoes.
ولا يأخذ خروج اللافا عند اندفاعها من فوهة البركان crater شكل السيلان في بداية الأمر، وإنما يأخذ شكل انفجار، ويحدث هذا الانفجار بسبب ارتفاع الضغط البخاري للغازات الذائبة داخل الصهارة، وهو ما يؤدي إلى نشر سحب من الرماد البركاني قد تغطي مئات الأميال، وسيلان للحمم قد يصل إلى عدة أميال، ثم ما تلبث أن تقل سرعة سيلانها مع الوقت.
ولكن ما الذي يؤدي إلى تكوين الصهارة أو انصهار الصخور؟ والإجابة تقتضي العودة إلى تكوين الأرض، حيث تكوّن قشرة الأرض Earth’s Crust مع الوشاح الأعلى من أوشحة الأرض uppermost Mantle ما يعرف بالغلاف الصخري للأرض lithosphere، ويحيط هذا الغلاف الصخري بعدد من النّطاقات الداخلية التي تترتب من الخارج إلى الداخل كالتالي:
- نطاق الضعف الأرضي Asthenosphere أسثينوسفير، ويمثل النطاق الفوقي من الوشاح Upper Mantle، وحالته مائعة، لزجة، شبه منصهرة.
- الوشاحان: الأوسط والأدنى Middle and Lower Mantle ويتكونان من مادة صلبة، ذات كثافة عالية.
- اللب الخارجي للأرض Outer Core، ويتكون من مواد سائلة تتركب أساسًا من الحديد والنيكل وقليل من الكبريت أو السيليكون. ويسمى اللب السائل أو المائع Liquid or fluid core.
- اللب الداخلي للأرض Inner core، وهو عبارة عن كرة مصمتة من الحديد والنيكل، وتسمى اللب الصُّلب للأرض Solid core .
وما دمنا نتحدث عن سبب البراكين فإن آخر ما يعنينا من هذه الأغلفة هو الوشاح الفوقي أو the upper mantle، حيث اكتشف العلماء أن سطح الأرض مقسم إلى سبعة ألواح رئيسية وبعض الألواح الصغيرة، وتتحرك هذه الألواح فيما بينها بالتقارب أو التباعد أو تتحرك جنبا إلى جنب.
ومما يساعد هذه الطبقة على الحركة وجود طبقة الآسثنوسفير المائعة تحتها، مما يعطي الغلاف الصخري الفرصة على الانزلاق فوقها، وهذه العملية تمثل قوام نظرية الألواح التكتونية plate techtonics.
وينشئ عن حركة هذه الألواح ارتفاع درجة الحرارة إلى حد انصهار الصخور، وتكوين الصهارة، وصعودها أو انفجارها على شكل بركان، ومن ثم ارتبطت مناطق التقاء هذه الألواح بثورة البراكين.
فعندما يتحرك لوحان متقابلان نحو بعضهما، يغوص أحد اللوحين تحت الآخر داخل طبقة الوشاح نتيجة فروق الكثافة بين اللوحين، والاحتكاك الناتج من حركة هذه الألواح ذات الأوزان المهولة يكفي لارتفاع درجة الحرارة إلى الحد الذي أشرنا إليه.
وينشأ أيضا نتيجة غوص لوح من ألواح الغطاء الصخري البارد ودخوله في الوشاح الساخن جدا حالة من عدم الاستقرار تؤدي إلى نشوء تيارات للحمل convection currents تصعد بالحرارة والصهارة من أسفل إلى أعلى، وهو ما يزيد من معدل تكوين الصهارة.
وعندما يتحرك لوحان متقابلان ليتباعدا عن بعضهما -وغالبا ما يكون ذلك تحت مياه المحيط- تتصاعد صخور طبقة الوشاح لسدّ الفجوة الناتجة عن تلك الحركة، مقللة بذلك من الضغوط الهائلة على تلك الطبقة؛ وهو ما يؤدي إلى انصهار صخورها، وتكوين الصهارة، التي ما إن تخترق القشرة الخارجية حتى تبدأ في التجمد وتملأ الفراغ بين اللوحين.
ولا تقف ثورة البراكين عند مناطق التقاء الألواح التكتونية فقط، وإنما لوحظ تدفق الصهارة من بين ألواح الليثوسفير حول الصدوع العميقة بها، حيث تتكون مادة مرتفعة الحرارة في الطبقات الداخلية من طبقة الوشاح، وترتفع إلى الطبقات الأعلى منها فتتسبب في انصهار الصخور المحيطة بها، وهو ما يؤدي إلى تكوين ما يسمى بالنقاط الساخنةthermal plumes أسفل القشرة الأرضية. وهي نظرية تعتمد على نشوء تيارات للحمل في هذه المناطق، يساعدها في ذلك الحرارة الناتجة من تحلل العناصر المشعة decay of radioactive minerals.
وفي حين أن النقطة الساخنة التي تكوّنت لا تتحرك من مكانها، فإن ألواح الليثوسفير تتحرك فوقها وهو ما ينشأ عنه تكوين سلسلة من البراكين التي ما أن تعبر تلك النقطة الساخنة إلا وتخمد وتهدأ. والمثال الأشهر لتكوين البراكين بهذه الطريقة هو جزر هاواي التي نشأت عن تدفق المادة البركانية من قاع المحيط فوق نقطة ساخنة، وبناء مخاريط ارتفعت إلى الحد الذي علت فيه سطح المحيط مكونة سلاسل من الجزر البركانية.
تصنيف البراكين
هناك أكثر من 800 بركان نشط حاليا على وجه الأرض، 500 منها فقط على حواف المحيط الهادي والمسماة بحلقة النار، وتقريبا نفس العدد من البراكين الساكنة. هذا بالإضافة إلى العديد من البراكين التي صنفت على أنها هامدة. ويكتسب البركان صفته كالتالي:
البركان النشط: إذا كان البركان ثائرا أو تظهر به علامات النشاط من حدوث زلازل أو انبعاثات غازية.
البركان الساكن: لا تظهر علامات نشاط على البركان، ولكن بإمكانه الانفجار، وقد ثار بالفعل في خلال العشرة آلاف سنة الماضية.
البركان الهامد: لم ينفجر البركان خلال العشرة آلاف عام الأخيرة أو من الواضح أن البركان قد تخلص تماما من إمدادات الصهارة به.
وينفجر من بين براكين العالم الخمسمائة النشطة، حوالي 10 براكين يوميا، وهي لا تمثل في أغلبها أي تهديد لحياة بشرية أو غيرها. إلا أن هناك حوالي 19 انفجارا عنيفا حدثت خلال المائتي عام الماضية تسببت في وفاة أكثر من ألف شخص.
بقي أن نقرر أن الصهارة أو magma عندما تندفع إلى أعلى فوق سطح الأرض، فإنها رغم كل الدمار الذي تجلبه تلك الظاهرة الطبيعية فإنها تشارك وبقوة في عملية تجدد القشرة الأرضية، حيث إن الصهارة هي في أغلبها عبارة عن سائل متكون من الأكسوجين والسيليكون والألومنيوم والحديد والماغنسيوم والكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والتيتانيوم والمنجنيز، بالإضافة إلى وجود بلّور وقطع صخور غير منصهرة وغازات مذابة بها، وهو ما يزيد الأرض خصوبة فيما يخص الزراعة، ويمد الأرض بما قل على سطحها من عناصر كالتي ذكرناها. وذلك بالإضافة إلى التخلص من الضغوط المرتفعة القابعة داخل طبقات الأرض السفلى، وهو ما يحافظ على الأرض من الانفجار والتشتت في الفضاء حسب رأي العلماء.
|
31-10-07, 04:17 PM
جديد مواضيع قسم البحوث العلمية
العرض العادي
