البركان مشهد مثير للإعجاب. عندما يكونوا في سبات عميق ، فهي تلوح في الأفق فوق كل شيء في المنظر الطبيعي. عندما يكونوا نشيط ، إنها قوة الطبيعة المدمرة التي لا مثيل لها ، تمطر النار والرماد على كل شيء في الموقع. وخلال الفترات الطويلة التي لا تتفجر فيها ، يمكن أن تكون كذلك مفيد على البيئة المحيطة.
لكن ما الذي يسبب البراكين؟ عندما يتعلق الأمر بكوكبنا ، فهي نتيجة القوى الجيولوجية النشطة التي شكلت سطح الأرض على مدار مليارات السنين. ومن المثير للاهتمام ، أن هناك الكثير من الأمثلة على البراكين على أجسام أخرى داخل نظامنا الشمسي أيضًا ، بعضها يضع أولئك الموجودين على الأرض في العار!
تعريف:
بحكم التعريف ، البركان هو تمزق في قشرة الأرض (أو جسم سماوي آخر) يسمح للحمم البركانية الساخنة والرماد البركاني والغازات بالهروب من حجرة الصهارة الموجودة تحت السطح. المصطلح مشتق من فولكانو ، وهي جزيرة نشطة بركانيًا تقع على ساحل إيطاليا ، ويأتي اسمها بدوره من إله النار الروماني (فولكان).
رسم توضيحي للفنان للوحات التكتونية للأرض. الائتمان: msnucleus.org
على الأرض ، البراكين هي نتيجة الحركة بين الصفائح التكتونية الرئيسية. هذه الأجزاء من قشرة الأرض صلبة ، لكنها تقع على قمة الوشاح العلوي اللزج نسبيًا. يتم دفع الصخور المنصهرة الساخنة ، المعروفة باسم الصهارة ، إلى السطح - حيث تتحول إلى حمم بركانية. باختصار ، توجد البراكين حيث تتباعد الصفائح التكتونية أو تتقارب - مثل يوم التأسيس الوطني أو ال حلقة النار في المحيط الهادئ - مما يتسبب في دفع الصهارة إلى السطح.
يمكن أن تتشكل البراكين أيضًا حيث يوجد تمدد وترقق للصفائح الداخلية للقشرة ، كما هو الحال في صدع شرق أفريقيا و ال ريو غراندي ريفت في أمريكا الشمالية. يمكن أن تحدث البراكين أيضًا بعيدًا عن حدود الصفائح ، حيث يتم دفع الصهارة المتصاعدة إلى أجزاء هشة من القشرة ، وتشكل جزرًا بركانية - مثل جزر هاواي.
يشكل انفجار البراكين العديد من المخاطر ، وليس فقط على المناطق الريفية المحيطة. في جوارها المباشر ، يمكن أن تتسبب الحمم الساخنة المتدفقة في إلحاق أضرار جسيمة بالبيئة والممتلكات وتعريض الأرواح للخطر. ومع ذلك ، يمكن أن يتسبب الرماد البركاني في أضرار بعيدة المدى ، حيث يمطر حامض الكبريتيك ، ويعطل السفر الجوي ، بل ويسبب 'فصول الشتاء البركانية' من خلال حجب الشمس (مما يؤدي إلى حدوث مجاعات وفشل المحاصيل المحلية).
أنواع البراكين:
هناك أربعة أنواع رئيسية من البراكين - مخروط الجمرة ، والبراكين المركبة والدرعية ، وقباب الحمم البركانية. مخاريط الجمرة هي أبسط أنواع البراكين ، والتي تحدث عندما يتم إخراج الصهارة من فتحة بركانية. تمطر الحمم المقذوفة حول الشق ، مكونة مخروط بيضاوي الشكل مع فوهة على شكل وعاء في الأعلى. عادة ما تكون صغيرة ، مع القليل من النمو الذي يزيد حجمه عن 300 متر (1000 قدم) فوق محيطها.
باريكوتين ، مثال على بركان جمرة مخروط. الائتمان: USGS
تتشكل البراكين المركبة (المعروفة أيضًا باسم stratovolcanoes) عندما تتشكل أ قاد بركان يربط خزان الصهارة الجوفية بسطح الأرض. تحتوي هذه البراكين عادةً على عدة فتحات تتسبب في اختراق الصهارة للجدران والقذف من الشقوق على جانبي الجبل وكذلك القمة.
ومن المعروف أن هذه البراكين تسبب ثورات بركانية عنيفة. وبفضل كل هذه المواد المقذوفة ، يمكن أن يصل ارتفاع هذه البراكين إلى آلاف الأمتار. تشمل الأمثلة جبل رينييه (4،392 م ؛ 14،411 قدمًا) ، جبل فوجي (3،776 م ؛ 12،389 قدمًا) ، جبل كوتوباكسي (5،897 م ؛ 19،347 قدمًا) وجبل سانت هيلين (2،549 مم ؛ 8363 قدمًا).
سميت براكين الدرع بهذا الاسم بسبب أسطحها الكبيرة والعريضة. مع هذه الأنواع من البراكين ، تكون الحمم البركانية المتدفقة رقيقة ، مما يسمح لها بالسفر لمسافات طويلة أسفل المنحدرات الضحلة. تبرد هذه الحمم البركانية وتتراكم ببطء بمرور الوقت ، مع مئات الانفجارات التي تكوّن طبقات عديدة. لذلك من غير المحتمل أن تكون كارثية. بعض من أفضل الأمثلة المعروفة هي تلك التي تتكون منها جزر هاواي ، وخاصة ماونا لوا وماونا كيا.
تتكون القباب البركانية أو الحمم البركانية من كتل صغيرة من الحمم البركانية شديدة اللزوجة بحيث لا يمكن أن تتدفق بعيدًا جدًا. على عكس البراكين الدرع ، التي تحتوي على حمم منخفضة اللزوجة ، تتراكم الحمم البطيئة الحركة ببساطة فوق الفتحة. تنمو القبة مع مرور الوقت ، ويتشكل الجبل من مواد تتسرب من جوانب القبة المتنامية. يمكن أن تنفجر قباب الحمم بعنف ، وتطلق كمية هائلة من الصخور الساخنة والرماد.
انطباع الفنان عما يقع تحت بركان يلوستون. الائتمان: هيرنان كانيلاس / ناشيونال جيوغرافيك
يمكن أيضًا العثور على البراكين في قاع المحيط ، والمعروفة باسم البراكين الغواصة. غالبًا ما يتم الكشف عنها من خلال وجود بخار متفجر وحطام صخري فوق سطح المحيط ، على الرغم من أن ضغط مياه المحيط يمكن أن يمنع في كثير من الأحيان إطلاق المتفجرات.
في هذه الحالات ، تبرد الحمم البركانية بسرعة عند ملامستها لمياه المحيط ، وتشكل كتلًا على شكل وسادة في قاع المحيط (تسمى حمم الوسادة). الفتحات الحرارية المائية شائعة أيضًا حول البراكين المغمورة ، والتي يمكن أن تدعم النظم البيئية النشطة والغريبة بسبب الطاقة والغازات والمعادن التي تطلقها. بمرور الوقت ، قد تصبح التكوينات التي أنشأتها البراكين المغمورة كبيرة جدًا بحيث تصبح جزرًا.
يمكن أن تتطور البراكين أيضًا تحت أغطية الجليد ، والتي تُعرف باسم البراكين تحت الجليدية. في هذه الحالات ، تتدفق الحمم البركانية المسطحة فوق حمم الوسادة ، والتي تنتج عن تبريد الحمم بسرعة عند ملامستها للجليد. عندما يذوب الغطاء الجليدي ، تنهار الحمم البركانية الموجودة في الأعلى ، تاركة جبلًا مسطحًا. يمكن رؤية أمثلة جيدة جدًا لهذا النوع من البراكين في أيسلندا وكولومبيا البريطانية ، كندا.
أمثلة على الكواكب الأخرى:
يمكن العثور على البراكين في العديد من الأجسام داخل النظام الشمسي. تشمل الأمثلة قمر المشتري ال ، والتي تتعرض بشكل دوري للانفجارات البركانية التي تصل إلى 500 كم (300 ميل) في الفضاء . ينتج هذا النشاط البركاني عن الاحتكاك أو تبديد المد والجزر الناتج في داخل Io ، وهو المسؤول عن ذوبان كمية كبيرة من عباءة Io ولبها.
نموذج للتكوين الداخلي المحتمل لـ Io مع العديد من الميزات الموصوفة. الائتمان: Wikipedia Commons / Kelvinsong
يُظهر السطح الملون (البرتقالي والأصفر والأخضر والأبيض / الرمادي وما إلى ذلك) وجود مركبات الكبريت والسيليكات ، والتي ترسبت بشكل واضح عن طريق الانفجارات البركانية. كما أن عدم وجود حفر أثر على سطحه ، وهو أمر غير شائع على قمر جوفيان ، يشير أيضًا إلى تجديد السطح.
شهد المريخ أيضا نشاط بركاني مكثف في ماضيها ، كما يتضح من أوليمبوس مونس - أكبر بركان في المجموعة الشمسية. في حين أن معظم جبالها البركانية انقرضت وانهارت ، فإن مركبة الفضاء مارس اكسبريس هناك أدلة ملحوظة على نشاط بركاني أحدث ، مما يشير إلى أن المريخ ربما لا يزال نشطًا جيولوجيًا.
كثير من سطح كوكب الزهرة تم تشكيله من خلال النشاط البركاني أيضًا. بينما يحتوي كوكب الزهرة على عدد أضعاف عدد البراكين الموجودة على الأرض ، يُعتقد أنها انقرضت جميعًا. ومع ذلك ، هناك العديد من الأدلة التي تشير إلى أنه قد لا يزال هناك البراكين النشطة على كوكب الزهرة مما يساهم في جوها الكثيف وظاهرة الاحتباس الحراري الجامح.
على سبيل المثال ، خلال السبعينيات ، كان السوفياتي المتعدد إكليل أجرت البعثات مسوحات على كوكب الزهرة. حصلت هذه البعثات على أدلة على الرعد و البرق في الغلاف الجوي ، والتي قد تكون نتيجة تفاعل الرماد البركاني مع الغلاف الجوي. تم جمع أدلة مماثلة من قبل وكالة الفضاء الأوروبية فينوس اكسبرس التحقيق في عام 2007.
منظور ثلاثي الأبعاد لبركان فينوس ، ماعت مونس تم إنشاؤه من بيانات الرادار من مهمة ماجلان التابعة لوكالة ناسا. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث
لاحظت هذه المهمة نفسها نقاطًا ساخنة عابرة للأشعة تحت الحمراء على سطح كوكب الزهرة في عامي 2008 و 2009 ، وتحديداً في منطقة الصدع Ganis Chasma - بالقرب من بركان الدرع Maat Mons. ال ماجلان لاحظ المسبار أيضًا أدلة على نشاط بركاني من هذا الجبل خلال مهمته في أوائل التسعينيات ، باستخدام صوت الرادار للكشف عن تدفقات الرماد بالقرب من القمة.
البراكين المبردة:
بالإضافة إلى 'البراكين الساخنة' التي تنفث الصخور المنصهرة ، هناك أيضًا البراكين (المعروف أيضا باسم 'البراكين الباردة'). تتضمن هذه الأنواع من البراكين مركبات متطايرة - مثل الماء والميثان والأمونيا - بدلاً من اختراق الحمم للسطح. وقد لوحظت على أجسام جليدية في النظام الشمسي حيث ينفجر سائل من المحيط مختبئًا في باطن القمر.
على سبيل المثال ، قمر المشتري أوروبا ، المعروف بوجود محيط داخلي ، يعتقد أنه يعاني من البراكين الجليدية. كان أول دليل على ذلك يتعلق بسطحه الأملس والشباب ، مما يشير إلى الظهور والتجديد الداخلي. مثل الكثير من الصهارة الساخنة ، تندلع المياه والمواد المتطايرة على السطح حيث تتجمد بعد ذلك للتغطية على الحفر الناتجة عن الصدمات وغيرها من الميزات.
بالإضافة إلى ذلك ، لوحظت أعمدة من الماء في عام 2012 ومره اخرى في عام 2016 باستخدام تلسكوب هابل الفضائي . لوحظت هذه الأعمدة المتقطعة في كلتا المناسبتين قادمة في المنطقة الجنوبية من يوروبا ، ويقدر أنها تصل إلى 200 كيلومتر (125 ميل) قبل ترسيب الجليد المائي والمواد مرة أخرى على السطح.
في 2005 ، كاسيني هيغنز اكتشفت البعثة أدلة على استخدام البراكين الجليدية على أقمار زحل تيتان و إنسيلادوس . في الحالة الأولى ، استخدم المسبار التصوير بالأشعة تحت الحمراء لاختراق السحب الكثيفة لتيتان واكتشاف علامات تشكل 30 كم (18.64 ميل) ، والذي يُعتقد أنه ناتج عن صعود جليد الهيدروكربونات تحت السطح.
على إنسيلادوس ، تم تأكيد نشاط البراكين البركانية من خلال المراقبة أعمدة الماء والجزيئات العضوية يتم طردهم من القطب الجنوبي للقمر. يُعتقد أن هذه الأعمدة قد نشأت من المحيط الداخلي للقمر ، وتتكون في الغالب من بخار الماء والنيتروجين الجزيئي والمواد المتطايرة (مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون والمواد الهيدروكربونية الأخرى).
في عام 1989 ، السفر 2 رصدت مركبة فضائية براكين جليدية تقذف أعمدة من الأمونيا المائية وغاز النيتروجين على قمر نبتون تريتون . وقد لوحظ أن هذه السخانات النيتروجينية ترسل أعمدة من النيتروجين السائل على بعد 8 كيلومترات (5 ميل) فوق سطح القمر. السطح أيضًا صغير جدًا ، والذي كان يُنظر إليه على أنه مؤشر على الظهور الداخلي المنشأ. من المفترض أيضًا أن البراكين البركانية قد تكون موجودة أيضًا على جسم حزام كايبر قوار .
هنا على الأرض ، تأخذ البراكين شكل الصهارة الساخنة التي يتم دفعها من خلال قشرة سيليكات الأرض بسبب الاتفاقية في الداخل. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من النشاط موجود على جميع الكواكب التي تكونت من مادة السيليكات والمعادن ، وحيث من المعروف وجود نشاط جيولوجي أو ضغوط المد والجزر. لكن في أجسام أخرى ، يتكون من ماء بارد ومواد من المحيط الداخلي يتم إجبارها على السطح الجليدي.
فسيفساء ملونة لأوليمبوس مونس على سطح المريخ. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث
اليوم ، معرفتنا بالبراكين (والأشكال المختلفة التي يمكن أن تتخذها) هي نتيجة للتحسينات في كل من مجال الجيولوجيا ، وكذلك استكشاف الفضاء. كلما عرفنا المزيد عن الكواكب الأخرى ، زادت قدرتنا على رؤية أوجه التشابه والتناقض المذهلة مع كواكبنا (والعكس صحيح).
لقد كتبنا العديد من المقالات الشيقة حول البراكين هنا في Universe Today. هنا 10 حقائق مثيرة للاهتمام حول البراكين و ما هي أنواع البراكين المختلفة؟ و كيف تندلع البراكين؟ و ما هي فوائد البراكين؟ و ما هو الفرق بين البراكين النشطة والخاملة؟
لمزيد من المعلومات ، تأكد من إطلاعك ما هو البركان؟ في ناسا سبيس بليس.
لدى Astronomy Cast حلقة حول هذا الموضوع - الحلقة 141 .
مصادر:
