ثوران بركاني انفجاري
في علم البراكين ، يُعدّ الانفجار البركاني أشد أنواع الانفجارات البركانية عنفًا. ومن الأمثلة البارزة على ذلك ثوران جبل سانت هيلينز عام 1980. تحدث هذه الانفجارات عندما يذوب ما يكفي من الغاز تحت ضغط عالٍ داخل الصهارة اللزجة، ما يؤدي إلى اندفاع الحمم البركانية بعنف وتحولها إلى رماد بركاني عند انخفاض الضغط فجأة عند فوهة البركان . في بعض الأحيان، تسد سدادة من الحمم البركانية قناة الوصول إلى القمة، وعندها يصبح الانفجار أكثر عنفًا. يمكن للانفجارات البركانية أن تقذف ما يصل إلى 1000 كيلوغرام (2200 رطل) في الثانية [ 1 ] من الصخور والغبار والغاز والمواد البركانية الفتاتية ، كمعدل وسطي خلال مدة الانفجار، والتي تنتقل بسرعة مئات الأمتار في الثانية إلى ارتفاع يصل إلى 20 كيلومترًا (12 ميلًا) في الغلاف الجوي. قد تنهار هذه السحابة لاحقًا، مُحدثةً تدفقًا سريعًا من المواد البركانية الساخنة.
الفيزياء
تبرد الصهارة اللزجة تحت سطح الأرض قبل ثورانها. وخلال هذه العملية، تنفصل فقاعات من الصهارة. ونظرًا للزوجة العالية للصهارة، تبقى الفقاعات محصورة داخلها. [ 2 ] ومع اقتراب الصهارة من السطح، يزداد حجم الفقاعات، وبالتالي حجم الصهارة نفسها. ويتزايد ضغط الصهارة حتى ينفجر الانسداد في ثوران بركاني هائل عبر أضعف نقطة في المخروط البركاني، والتي عادةً ما تكون الفوهة. (مع ذلك، في حالة ثوران جبل سانت هيلينز ، تم تحرير الضغط على جانب البركان، وليس من الفوهة. [ 3 ] ). ويؤدي تحرير الضغط إلى انفصال المزيد من الغازات، مما ينتج عنه ثوران انفجاري. وقد يتمدد الغاز بسرعة مئات الأمتار في الثانية، متمددًا إلى الأعلى والخارج. ومع تقدم الثوران، يتسبب تفاعل متسلسل في قذف الصهارة بسرعات متزايدة. [ 2 ]
تكوّن الرماد البركاني
يتمدد الغاز بعنف، مُشتتًا الصهارة ومُفتتًا إياها، مُشكلاً مزيجًا من الغاز والصهارة يُسمى الرماد البركاني . يُبرد الغاز الموجود في الرماد أثناء تمدده شظايا الصهارة، مُشكلاً في كثير من الأحيان شظايا زجاجية صغيرة يُمكن تمييزها كأجزاء من جدران فقاعات سائلة سابقة. في الصهارة الأكثر سيولة، قد تُتاح لجدران الفقاعات فرصة لإعادة تشكيل نفسها إلى قطرات سائلة كروية. تعتمد الحالة النهائية للمستحلبات بشكل كبير على نسبة السائل إلى الغاز. تبرد الصهارة الفقيرة بالغاز لتُصبح صخورًا ذات تجاويف صغيرة، مُتحولةً إلى حمم بركانية حويصلية . أما الصهارة الغنية بالغاز فتبرد لتُشكل صخورًا ذات تجاويف مُتقاربة، بكثافة متوسطة أقل من كثافة الماء، مُشكلةً الخفاف . في الوقت نفسه، يُمكن أن تتسارع مواد أخرى مع الغاز، مُتحولةً إلى قنابل بركانية. يُمكن لهذه القنابل أن تتحرك بطاقة هائلة لدرجة أن القنابل الكبيرة منها يُمكن أن تُحدث فوهات عند اصطدامها بالأرض. [ 2 ]
التدفقات البركانية الفتاتية
عندما يتساقط مزيج من الغازات البركانية والصهارة عائدًا إلى الأرض، فإنه يُحدث تيارًا كثيفًا يُعرف بالتدفق البركاني الفتاتي. يُصبح المزيج سائلًا نوعًا ما بفعل الغاز، مما يسمح له بالانتشار. غالبًا ما تتجاوز هذه التدفقات العوائق، مُسببةً خسائر فادحة في الأرواح. [ 2 ] يمكن أن تصل سرعة التدفقات البركانية الفتاتية على سطح الأرض إلى 80 كيلومترًا (50 ميلًا) في الساعة، وتصل درجة حرارتها إلى ما بين 200 و700 درجة مئوية (392 إلى 1292 درجة فهرنهايت) . يمكن لهذه الحرارة المرتفعة أن تُحرق المواد القابلة للاشتعال في مسار التدفق، بما في ذلك الخشب والنباتات والمباني. في المقابل، عندما يلامس ثوران بركاني كميات كبيرة من الثلج أو بحيرات الفوهات أو التربة الرطبة، فإن اختلاط المياه بالتدفق يُمكن أن يُؤدي إلى حدوث تدفقات طينية (لاهار) ، [ 4 ] والتي تُشكل مخاطر كبيرة معروفة في جميع أنحاء العالم.
الأنواع
آليات أخرى
عادة ما يحدث الانفجار البركاني نتيجة انفصال المواد المتطايرة، ولكن هناك طرق أخرى لإحداث انفجار بركاني.
ثوران بركاني فرائي
قد يحدث ثوران بركاني مائي عندما ينخفض ضغط الماء الساخن. يؤدي انخفاض الضغط إلى خفض درجة غليان الماء، لذا يغلي الماء فجأة عند انخفاض الضغط. [ 5 ] أو قد يحدث ذلك عندما تسخن المياه الجوفية فجأة، فتتحول إلى بخار. [ 6 ] عندما يتحول الماء إلى بخار، يتمدد بسرعات تفوق سرعة الصوت، ليصل حجمه إلى 1700 ضعف حجمه الأصلي. وهذا كافٍ لتحطيم الصخور الصلبة، وقذف شظاياها لمئات الأمتار. [ 7 ]
يحتوي الانفجار البركاني الفرياتوماغماتي على مواد صهارية، على عكس الانفجار البركاني الفرياتي الذي لا يحتوي عليها. [ 8 ]
هيدرات الكلاثرات
إحدى آليات البراكين الجليدية الانفجارية هي تلامس الصهارة الجليدية مع هيدرات الكلاثرات . تتحلل هيدرات الكلاثرات بسهولة عند تعرضها لدرجات حرارة دافئة. أشارت مقالة نُشرت عام ١٩٨٢ إلى احتمال أن يؤدي إنتاج الغاز المضغوط عند زعزعة استقرار هيدرات الكلاثرات المتلامسة مع الصهارة الدافئة الصاعدة إلى انفجار يخترق السطح، مما ينتج عنه براكين جليدية انفجارية. [ ٩ ]
بخار الماء في الفراغ
إذا وصل صدع إلى سطح جسم جليدي، وتعرض عمود الماء المتصاعد للفراغ شبه التام على سطح معظم الأجسام الجليدية، فسيبدأ بالغليان فورًا، لأن ضغط بخاره أعلى بكثير من الضغط المحيط. ليس هذا فحسب، بل ستتطاير أي مواد متطايرة في الماء. يؤدي اجتماع هذه العمليات إلى إطلاق قطرات وبخار، يمكن أن ترتفع عبر الصدع، مكونةً عمودًا جليديًا. يُعتقد أن هذا مسؤول جزئيًا عن الأعمدة الجليدية على سطح إنسيلادوس . [ 9 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ ماسون، بن ج.؛ بايل، ديفيد م.؛ أوبنهايمر، كلايف (1 ديسمبر 2004). "حجم وتواتر أكبر الانفجارات البركانية على وجه الأرض" . نشرة علم البراكين . 66 (8): 735-748 . Bibcode : 2004BVol...66..735M . doi : 10.1007/s00445-004-0355-9 . ISSN 1432-0819 . S2CID 129680497 .
- 1 2 3 4 "البراكين" (ملف PDF) .
- ↑ سكينر، برايان ج. (2004). الأرض الديناميكية: مقدمة في الجيولوجيا الفيزيائية . جون وايلي وأولاده، هوبوكين، نيوجيرسي. ISBN 978-0-471-15228-6.
- ↑ "تتحرك التدفقات البركانية بسرعة وتدمر كل شيء في طريقها" .
- ↑ "بخار الماء الخطير: الانفجارات البركانية الفرياتية" .
- ↑ "مسرد صور برنامج مخاطر البراكين: ثوران بركاني بخاري" . برنامج مخاطر البراكين . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2010 .
- ↑ كرونين، شين (9 ديسمبر 2019). "الانفجارات البركانية المدفوعة بالبخار يصعب التنبؤ بها، ولا تزال غير مفهومة بشكل جيد" .
- ↑ "شرح الانفجار البركاني المائي للأطفال" . 14 يناير 2020.
- 1 2 فاجنت، سارة أ.؛ لوبيز، روزالي إم سي؛ كويك، لينا سي.؛ جريج، تريسي كيه بي "الفصل 5 البراكين الجليدية" (PDF) .
روابط خارجية
- "التطورات الحديثة في النشاط البركاني الانفجاري" . لجنة البراكين الانفجارية (CEV). مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مايو 2010 .
- ثورات بركانية انفجارية