لا شك أن البراكين هي إحدى أقوى قوى الطبيعة التي يمكن أن يشهد عليها الإنسان. ببساطة ، هي ما ينتج عندما يحدث تمزق هائل في قشرة الأرض (أو أي جسم ذي كتلة كوكبية) ، ويطلق الحمم البركانية الساخنة ، والرماد البركاني ، والأبخرة السامة على السطح والهواء. تترك البراكين ، التي تنشأ من أعماق قشرة الأرض ، علامة دائمة على المناظر الطبيعية.
لكن ما هي الأجزاء المحددة للبركان؟ بصرف النظر عن 'المخروط البركاني' (أي الجبل المخروطي الشكل) ، يحتوي البركان على العديد من الأجزاء والطبقات المختلفة ، يقع معظمها داخل المنطقة الجبلية أو في عمق الأرض. على هذا النحو ، فإن أي فهم حقيقي لمكياجهم يتطلب أن نقوم ببعض الحفر (إذا جاز التعبير!)
بينما تأتي البراكين في عدد من الأشكال والأحجام ، يمكن تمييز بعض العناصر المشتركة. يمنحك ما يلي تفصيلًا عامًا لأجزاء معينة من البراكين ، وما الذي يجعل منها قوة طبيعية عملاقة ورائعة.
غرفة الصهارة:
حجرة الصهارة عبارة عن تجمع كبير تحت الأرض من الصخور المنصهرة الموجودة تحت قشرة الأرض. تتعرض الصخور المنصهرة في مثل هذه الغرفة لضغط شديد ، والذي يمكن أن يؤدي بمرور الوقت إلى تكسير الصخور المحيطة ، مما يخلق منافذ للصهارة. هذا ، جنبًا إلى جنب مع حقيقة أن الصهارة أقل كثافة من الوشاح المحيط ، مما يسمح لها بالتسرب إلى السطح من خلال شقوق الوشاح.
تبريد الحمم البركانية بعد ثوران بركان كيلويا ، وهو بركان درع بالقرب من كالابانا ، هاواي الائتمان: kalapanaculturaltours.com
عندما يصل إلى السطح ، فإنه ينتج عنه ثوران بركاني. ولهذا السبب توجد العديد من البراكين فوق غرفة الصهارة. تقع معظم غرف الصهارة المعروفة بالقرب من سطح الأرض ، وعادة ما يتراوح عمقها بين كيلومتر واحد و 10 كيلومترات. من الناحية الجيولوجية ، هذا يجعلها جزءًا من القشرة الأرضية - التي يتراوح عمقها بين 5 و 70 كيلومترًا (~ 3-44 ميلاً).
غسل:
الحمم البركانية هي صخور السيليكات التي تكون ساخنة بدرجة كافية لتكون في شكل سائل ، والتي يتم طردها من البركان أثناء ثوران البركان. يُعرف مصدر الحرارة التي تذوب الصخر بالطاقة الحرارية الأرضية - أي الحرارة المتولدة داخل الأرض والتي تبقى من تكوينها وانحلال العناصر المشعة. عندما اندلعت الحمم لأول مرة من فتحة بركانية (انظر أدناه) ، فإنها تخرج بدرجة حرارة تتراوح بين 700 إلى 1200 درجة مئوية (1،292 إلى 2192 درجة فهرنهايت). نظرًا لأنه يتلامس مع الهواء ويتدفق إلى أسفل ، فإنه في النهاية يبرد ويتصلب.
الرياح الرئيسية:
الفتحة الرئيسية للبركان هي نقطة الضعف في القشرة الأرضية حيث تمكنت الصهارة الساخنة من الارتفاع من حجرة الصهارة والوصول إلى السطح. يُعد الشكل المخروطي المألوف للعديد من البراكين مؤشرًا على ذلك ، وهي النقطة التي ينطلق عندها الرماد والصخور والحمم البركانية أثناء ثوران البركان إلى الأرض حول الفتحة لتشكيل نتوء.
حلق:
يُعرف الجزء العلوي من الفتحة الرئيسية بحلق البركان. كمدخل للبركان ، من هنا يتم إخراج الحمم البركانية والرماد البركاني.
يقع أنبوب الحمم Thurston في Kilauea في هاواي. الائتمان: P. Mouginis-Mark ، LPI
فوهة البركان:
بالإضافة إلى الهياكل المخروطية ، يمكن أن يؤدي النشاط البركاني أيضًا إلى تكوين منخفضات دائرية (تعرف أيضًا بالحفر) في الأرض. الفوهة البركانية عبارة عن حوض دائري الشكل ، ويمكن أن تكون كبيرة في نصف قطرها وفي بعض الأحيان تكون كبيرة في العمق. في هذه الحالات ، تقع فتحة الحمم البركانية في الجزء السفلي من الحفرة. تتشكل خلال أنواع معينة من الانفجارات المناخية ، حيث تفرغ حجرة الصهارة في البركان بما يكفي لانهيار المنطقة التي فوقها ، وتشكل ما يعرف باسم سخان مياه .
تدفق الحمم البركانية:
يُعرف تدفق الحمم البركانية بخلاف ذلك باسم تيار كثافة الحمم البركانية ، وهو يشير إلى تيار سريع الحركة من الغاز الساخن والصخور التي تتحرك بعيدًا عن البركان. يمكن أن تصل هذه التدفقات إلى سرعات تصل إلى 700 كم / ساعة (450 ميل في الساعة) ، حيث تصل درجة حرارة الغاز إلى حوالي 1000 درجة مئوية (1،830 درجة فهرنهايت). عادةً ما تعانق تدفقات البيروكلاستيك الأرض وتنتقل إلى أسفل من موقع اندلاعها.
تعتمد سرعاتهم على كثافة التيار ومعدل الخرج البركاني وتدرج المنحدر. نظرًا لسرعتها ودرجة حرارتها وطريقة تدفقها إلى أسفل المنحدرات ، فإنها تعد واحدة من أكبر الأخطار المرتبطة بالانفجارات البركانية وهي أحد الأسباب الرئيسية لتلف الهياكل والبيئة المحلية حول موقع الثوران.
سحابة الرماد:
يتكون الرماد البركاني من قطع صغيرة من الصخور المسحوقة والمعادن والزجاج البركاني التي تشكلت أثناء ثوران بركاني. تكون هذه الشظايا بشكل عام صغيرة جدًا ، ويبلغ قطرها أقل من 2 مم (0.079 بوصة). يتشكل هذا النوع من الرماد نتيجة للانفجارات البركانية ، حيث تتوسع الغازات المذابة في الصهارة إلى النقطة التي تنكسر فيها الصهارة وتدفع إلى الغلاف الجوي. ثم تبرد أجزاء الصهارة وتتحول إلى شظايا من الصخور البركانية والزجاج.
منظر لرماد بركاني ينبعث من بركان Eyjafjallajokull في أيسلندا. الائتمان: © Snaevarr Gudmundsson.
بسبب حجمها والقوة المتفجرة التي تتولد بها ، تلتقط الرياح الرماد البركاني وتنتشر على بعد عدة كيلومترات من موقع الانفجار. نتيجة لهذا التشتت ، فإن الرماد له أيضًا تأثير ضار على البيئة المحلية ، والذي يشمل التأثير السلبي على صحة الإنسان والحيوان ، وتعطيل الطيران ، وتعطيل البنية التحتية ، وإلحاق الضرر بالزراعة وأنظمة المياه. ينتج الرماد أيضًا عندما تتلامس الصهارة مع الماء ، مما يتسبب في تبخر الماء بشكل متفجر إلى بخار وتحطيم الصهارة.
القنابل البركانية:
بالإضافة إلى الرماد ، من المعروف أيضًا أن الانفجارات البركانية ترسل مقذوفات أكبر تتطاير في الهواء. تُعرف هذه المقذوفات ، المعروفة باسم القنابل البركانية ، بأنها تلك التي يبلغ قطرها أكثر من 64 مم (2.5 بوصة) ، والتي تتشكل عندما يقذف بركان شظايا لزجة من الحمم البركانية أثناء ثوران بركاني. تبرد هذه قبل أن تصل إلى الأرض ، ويتم إلقاؤها على بعد عدة كيلومترات من موقع الانفجار ، وغالبًا ما تكتسب أشكالًا هوائية (أي مبسطة في الشكل).
في حين أن المصطلح ينطبق على أي مقذوف أكبر من بضعة سنتيمترات ، يمكن أن تكون القنابل البركانية أحيانًا كبيرة جدًا. كانت هناك حالات مسجلة حيث تم استرداد أشياء يبلغ قياسها عدة أمتار على بعد مئات الأمتار من الانفجارات البركانية. تشكل القنابل البركانية الصغيرة أو الكبيرة خطرًا بركانيًا كبيرًا ويمكن أن تسبب في كثير من الأحيان أضرارًا جسيمة ووفيات متعددة ، اعتمادًا على مكان هبوطها. لحسن الحظ ، فإن مثل هذه الانفجارات نادرة.
تنفيس ثانوي:
في البراكين الكبيرة ، يمكن أن تصل الصهارة إلى السطح من خلال عدة فتحات مختلفة. عندما يصلون إلى سطح البركان ، فإنهم يشكلون ما يشار إليه بفتحة ثانوية. عندما يقطعها الرماد المتراكم والحمم البركانية المتصلبة ، يصبحون ما يُعرف باسم السد. وحيث تتطفل هذه بين الشقوق ، وتتجمع ثم تتبلور ، فإنها تشكل ما يسمى العتبة.
المقطع العرضي لبركان ستراتوفولكانو: 1. حجرة الصهارة 2. حجر الأساس 3. فتحة 4. قاعدة 5. عتبة 6. حاجز 7. طبقات من الرماد 8. الخاصرة 9. طبقات من الحمم 10. الحلق 11. مخروط طفيلي 12. تدفق الحمم البركانية 13. تنفيس 14. فوهة بركان 15. سحابة رماد. الائتمان: MesserWoland
مخروط ثانوي:
تُعرف أيضًا باسم المخروط الطفيلي ، وتتراكم الأقماع الثانوية حول فتحات ثانوية تصل إلى السطح على البراكين الكبيرة. عندما ترسب الحمم البركانية والرماد في الخارج ، فإنها تشكل مخروطًا أصغر ، يشبه قرنًا على المخروط الرئيسي.
نعم بالفعل ، البراكين قوية بقدر ما هي خطيرة. ومع ذلك ، بدون هذه الظواهر الجيولوجية التي تخترق السطح أحيانًا وتسود النار والدخان وغيوم الرماد ، سيكون العالم كما نعرفه مكانًا مختلفًا تمامًا. على الأرجح ، سيكون ميتًا جيولوجيًا ، بدون تغيير أو تطور في قشرته. أعتقد أننا يمكن أن نتفق جميعًا على أنه في حين أن مثل هذا العالم سيكون أكثر أمانًا ، إلا أنه سيكون أيضًا مملًا بشكل مؤلم!
لقد كتبنا العديد من المقالات الشيقة عن البراكين هنا في Universe Today. هنا واحد عن أنواع مختلفة من البراكين ، واحد عن البراكين المركبة ، وهنا واحد على الحزام البركاني الشهير ، 'Ring of Fire' في المحيط الهادئ .
لدى Astronomy Cast أيضًا حلقات رائعة حول البراكين والجيولوجيا ، بعنوان الحلقة 307 و الحلقة 51: الأرض
هل تريد المزيد من الموارد على الأرض؟ إليك رابط لـ صفحة رحلات الفضاء البشرية التابعة لوكالة ناسا ، وهنا الأرض المرئية لوكالة ناسا .