بحث علمي عن البراكين وكيفية حدوثها

 يقدم هذا المقال العلمي بحثًا حول البراكين التي تُعتبر واحدة من أخطر الكوارث الطبيعية في الكون، حيث تشكل خطرًا كبيرًا على الإنسان والنباتات والحيوانات، وعندما ينفجر بركان في بلدة مأهولة بالسكان، فإنه يدمر كل شيء فيها، كما أن للبراكين تأثيرات سلبية على البيئة والغلاف الجوي، نظرًا للأبخرة والغازات والأدخنة التي ينتج عنها تدمير طبقات الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى حدوث تغيرات في المناخ في معظم المناطق على الأرض، ويُقدم هذا المقال من موسوعة بحثًا عن البراكين.

بحث علمي عن البراكين

البركان

البركان هو عبارة عن ظاهرة تحدث عندما تخرج الحمم النارية والصهارة من باطن الأرض عبر فوهة البركان التي تتشكل فوق مركز التشقق في القشرة الأرضية، مما يؤدي إلى خروج كميات كبيرة من الحمم والغازات والأبخرة، وتأخذ هذه الظاهرة شكلاً مخروطيًا أو يظهر في شكل جبال بركانية في أماكن مختلفة حول العالم.

تشكل معظم البراكين في العالم على طول حدود الصفائح التكتونية للأرض، وتمثل مساحات شاسعة من الغلاف الصخري للكوكب، وتتحرك باستمرار وتتصادم مع بعضها البعض، وعندما تتصادم الصفائح التكتونية، يغرق غالبًا أحدهما عميقًا تحت الآخر في منطقة تسمى منطقة الاندساس.

علم البراكين

يتمثل علم البراكين، أو علم البركان، في دراسة البراكين، الحمم البركانية، الصهارة، والظواهر الجيولوجية والجيوفيزيائية والجيوكيميائية المتعلقة بالبراكين.

يتم تشكيل مصطلح البراكين من الكلمة اللاتينية فولكان، والتي كان فولكان إله النار في الأساطير الرومانية القديمة.

يتخصص علم البراكين في دراسة النشاط البركاني وتشكيل البراكين وتاريخها، ويقوم العلماء بهذا العمل بزيارة البراكين بشكل متكرر، وخاصة البراكين النشطة، حيث يقومون بمراقبة الثورات البركانية وجمع المنتجات البركانية مثل مادة التيفرا والتي تشبه الرماد أو الخفاف، ويهتمون أيضًا بجمع عينات الصخور والحمم البركانية. ويتم التركيز الرئيس في هذا العلم على التنبؤ بالانفجارات، ولكن لا يوجد حاليًا طريقة دقيقة للقيام بذلك، ومع ذلك، يمكن للتنبؤ بثورات الانفجارات والكوارث مثل التنبؤ بالزلازل أن ينقذ العديد من الأرواح.

تفسير حدوث البركان

• يتسبب النشاط البركاني الذي يشمل قذف الصخور في تشكيل جبال أو معالم طبيعية مثل الجبال على مدى فترة زمنية، ويحدث الانفجار البركاني عمومًا نتيجة انفصال لوحتين أو ثلاث لوحات تكتونية.
• توجد أيضًا سلسلة من التلال الوسطى في المحيطات، مثل التلال الوسطى في المحيط الأطلسي التي تمثل أمثلة على البراكين التي تحدث نتيجة “الصفائح التكتونية المتباينة” التي تتحرك في اتجاهات مختلفة، بينما تمثل حلقة النار الموجودة على طول المحيط الهادئ أمثلة للبراكين التي تحدث نتيجة “الصفائح التكتونية المتقاربة.
• وعلى الرغم من ذلك، فإن البراكين لا تتشكل عادةً بسبب انزلاق صفحتين تكتونيتين جنبًا إلى جنب (مثل خطأ سان أندريس)، بل يمكن أن تتشكل البراكين أيضًا عندما تتمدد قشرة الأرض وتنمو، ويسمى هذا النوع من البراكين “براكين داخل البقعة الباردة”، مثلما يحدث في وادي ريفت الأفريقي أو نهر الراين الأوروبي.
• قد يكون سبب براكين `أعمدة الوشاح`، أو ما يُعرف بـ `النقاط الساخنة`، هو وجود هذه النقاط الساخنة خارج حدود الألواح، مثل جزر هاواي، ومن المثير للاهتمام أن البراكين الساخنة توجد أيضًا في أماكن أخرى في النظام الشمسي، وخاصة على الكواكب الصخرية والأقمار.
• التصور الأكثر شيوعًا للبراكين هو وجود جبل مخروطي يطرح الحمم البركانية والغازات السامة من فوهته في الأعلى، وهذا يصف نوعًا واحدًا فقط من البراكين المختلفة، حيث تتميز خصائص البراكين بالتعقيد الشديد.
• يشير مصطلح Supervolcano إلى البركان الكبير الذي يحتوي عادة على حمم كبيرة، والذي يمكن أن يتسبب في دمار على نطاق هائل، وأحيانًا يدمر قارة بأكملها.
• من المحتمل أن مثل هذه الانفجارات تؤدي إلى انخفاض حاد في درجات الحرارة العالمية لسنوات عديدة بعد ذلك بسبب كمية الكبريت والرماد الهائلة؛ فإنها تعتبر من أخطر أنواع البراكين، وعلى سبيل المثال بركان كالديرا في متنزه يلوستون الوطني في غرب الولايات المتحدة الأمريكية، وبحيرة تاوبو في نيوزيلندا، وبحيرة توبا في سومطرة بإندونيسيا.

نشاط البراكين

• لا يوجد اتفاق بين علماء البراكين حول كيفية تحديد ما إذا كان بركانًا “نشطًا” أم لا، ويمكن أن يتراوح عمر البراكين من عدة أشهر إلى ملايين السنين، مما يجعل هذا التمييز بلا معنى أحيانًا عند المقارنة بعمر البشر أو الحضارات.
• على سبيل المثال، اندلعت العديد من البراكين على الأرض عشرات المرات في آلاف السنين القليلة الماضية، ولكن لا تظهر حاليًا علامات الانفجار، ونظرًا للعمر الطويل لهذه البراكين، فهي لا تزال نشطة للغاية، ومن وجهة نظر الإنسان، فهي ليست كذلك.
• يتفق العلماء عادة على أن البركان قد ينفجر، أو يكون من المحتمل أن ينفجر إذا كان يتعرض لثوران حالي أو يظهر عليه علامات اضطرابات مثل نشاط الزلازل غير المعتاد أو انبعاثات الغاز الجديدة الكبيرة.
• يعتبر معظم العلماء أن البراكين نشطة إذا انفجرت خلال العشرة آلاف سنة الماضية في عصر الهولوسين، ويستخدم برنامج سميثسونيان العالمي للبراكين هذا التعريف للبراكين النشطة.
• تقع معظم البراكين في حلقة النار في المحيط الهادئ، ويعيش حوالي 500 مليون شخص بالقرب من البراكين النشطة.
• الوقت التاريخي أو التاريخ المسجل هو الإطار الزمني الذي يستخدمه العلماء لتحديد النشاط البركاني.
• تعتمد طريقة اندلاع البراكين النشطة في العالم التي نشرتها الرابطة الدولية لعلم البراكين على هذا التعريف الذي يشمل أكثر من 500 بركان نشط، ولكن نطاق السجل المسجل قد يختلف من منطقة إلى أخرى.
• تعود تاريخ البراكين في الصين والبحر الأبيض المتوسط إلى ما يقرب من 3000 عام، في حين يعود تاريخها في شمال غرب المحيط الهادئ في الولايات المتحدة وكندا إلى أقل من 300 عام، وفي هاواي ونيوزيلندا يعود تاريخ البراكين إلى حوالي 200 عام فقط.

مخاطر البركان

• تؤدي الانفجارات البركانية إلى وجود مخاطر في المناطق المحيطة بتدفقات الحمم البركانية، وتشمل هذه المخاطر:
• تشكل تدفقات الحمم البركانية إحدى المخاطر الخاصة.
• الانهيارات الجليدية من الصخور الساخنة، والرماد.
• تتسابق الغازات السامة إلى أسفل المنحدرات بسرعة تصل إلى 450 ميل في الساعة، ومثل هذا الحدث كان مسؤولًا عن القضاء على شعب بومبي وهيركولانيوم بعد ثوران جبل فيزوف في عام 79 ميلادي.
• تعتبر التدفقات الطينية البركانية المعروفة باسم lahars مدمرة للغاية، حيث يمكن لموجات الطين والحطام التي تتدفق بسرعة أن تجرف بلدات كاملة إلى الأسفل.
• الرماد البركاني هو خطر آخر، وبخلاف القطع الناعمة الرقيقة من الخشب المتفحم التي تتبقى بعد إشعال النار، يتكون الرماد البركاني من شظايا حادة من الصخور والزجاج البركاني، وكل منها يقل عن 2 مليمتر، ويتشكل الرماد عندما تتوسع الغازات داخل الصهارة الساخنة؛ مما يؤدي إلى تكسير صخور التبريد خلال ثوران البركان.
• الرماد البركاني ليس فقط خطيرًا على الجهاز التنفسي، بل إنه ثقيل ويتراكم بسرعة، وقد يسبب انهيار الهياكل الهشة، ويؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي، ويشكل تحديًا لإزالته بعد الثوران.

يمكنكم أيضًا البحث عن البراكين.

مقطع فيديو يظهر خروج الصهارة من فوهة أحد البراكين