قوس الجزر

الجزر القوسية عبارة عن سلاسل طويلة من البراكين النشطة ذات النشاط الزلزالي المكثف، وتوجد على طول حدود الصفائح التكتونية المتقاربة . تنشأ معظم الجزر القوسية على القشرة المحيطية ، وقد نتجت عن انزلاق الغلاف الصخري إلى الوشاح على طول منطقة الاندساس . وهي الطريقة الرئيسية التي يتم من خلالها نمو القارات. ^{[ 1 ]}

يمكن تصنيف الأقواس الجزرية إلى نشطة أو غير نشطة بناءً على نشاطها الزلزالي ووجود البراكين فيها. الأقواس النشطة عبارة عن سلاسل من البراكين الحديثة المصحوبة بمنطقة زلزالية عميقة. كما تتميز بشكلها المنحني المميز، وسلسلة من البراكين النشطة أو الخامدة حديثًا، وخندق بحري عميق ، وشذوذ بوغير سلبي كبير على الجانب المحدب من القوس البركاني. وقد فسر العديد من الباحثين الشذوذ الجاذبي الإيجابي الصغير المرتبط بالأقواس البركانية بأنه ناتج عن وجود صخور بركانية كثيفة أسفل القوس. أما الأقواس غير النشطة فهي عبارة عن سلسلة من الجزر تحتوي على صخور بركانية وبركانية فتاتية أقدم . ^{[ 2 ]}

يرتبط الشكل المنحني للعديد من السلاسل البركانية بزاوية انحدار الغلاف الصخري. ^{[ 3 ]} إذا مُثِّل الجزء المحيطي من الصفيحة بقاع المحيط على الجانب المحدب من القوس، وإذا حدثت منطقة الانثناء أسفل الخندق البحري ، فإن الجزء المنحرف من الصفيحة يتطابق تقريبًا مع منطقة بينيوف أسفل معظم الأقواس.

تقع معظم الأقواس الجزرية الحديثة بالقرب من هوامش القارات (خاصةً في الهوامش الشمالية والغربية للمحيط الهادئ). ومع ذلك، لا يوجد دليل مباشر من داخل هذه الأقواس يُشير إلى أنها كانت موجودة دائمًا في موقعها الحالي بالنسبة للقارات، على الرغم من أن الأدلة من بعض هوامش القارات تُشير إلى أن بعض الأقواس ربما تكون قد هاجرت نحو القارات خلال أواخر حقبة الحياة الوسطى أو أوائل حقبة الحياة الحديثة . ^{[ 2 ]} كما توجد هذه الأقواس أيضًا في مناطق التقارب بين الصفائح المحيطية، حيث تنغرز الصفيحة الأقدم تحت الصفيحة الأحدث.

قد يكون تحرك الأقواس الجزرية باتجاه القارة ممكناً إذا مالت مناطق بينيوف القديمة، في مرحلة ما، نحو المحيط الحالي بدلاً من ميلها نحو القارة، كما هو الحال في معظم الأقواس اليوم. وقد أدى ذلك إلى فقدان قاع المحيط بين القوس والقارة، وبالتالي، إلى هجرة القوس خلال فترات التوسع. ^{[ 2 ]}

يمكن تفسير مناطق التصدع التي تنتهي عندها بعض الأقواس الجزرية النشطة من منظور تكتونية الصفائح، باعتبارها ناتجة عن حركة على طول ^الصدوع التحويلية [ ^{4 ] [ 5 ]،} وهي هوامش الصفائح حيث لا يتم استهلاك القشرة الأرضية ولا توليدها. وبالتالي، فإن الموقع الحالي لهذه السلاسل الجزرية غير النشطة يعود إلى النمط الحالي للصفائح الليثوسفيرية. مع ذلك، فإن تاريخها البركاني، الذي يشير إلى أنها أجزاء من أقواس جزرية أقدم، لا يرتبط بالضرورة بنمط الصفائح الحالي، وقد يعود إلى اختلافات في مواقع هوامش الصفائح في الماضي.

كان فهم مصدر الحرارة التي تُسبب انصهار الوشاح مشكلةً مثيرةً للجدل. اعتقد الباحثون أن الحرارة تتولد من خلال الاحتكاك في أعلى الصفيحة. ومع ذلك، فإن هذا غير مرجح لأن لزوجة الغلاف المائع تقل مع ارتفاع درجة الحرارة، وعند درجات الحرارة اللازمة للانصهار الجزئي، ستكون لزوجة الغلاف المائع منخفضةً للغاية بحيث لا يمكن أن يحدث انصهار القص. ^{[ 6 ]}

يُعتقد الآن أن الماء هو العامل الرئيسي المُسبب للانصهار الجزئي أسفل الأقواس البركانية. وقد ثبت أن كمية الماء الموجودة في الصفيحة الهابطة ترتبط بدرجة انصهار الوشاح. ^{[ 7 ]} فكلما زادت كمية الماء، انخفضت درجة انصهار الوشاح. وينطلق هذا الماء أثناء تحول المعادن مع ازدياد الضغط، ويُعد السربنتينيت أكثر المعادن احتواءً على الماء .

تُسبب تفاعلات المعادن المتحولة هذه جفاف الجزء العلوي من الصفيحة أثناء غرقها. كما تنتقل الحرارة إليها من الغلاف المائع المحيط. ومع انتقال الحرارة إلى الصفيحة، تتشكل تدرجات حرارية تجعل الغلاف المائع في محيطها أبرد وأكثر لزوجة من المناطق المحيطة، خاصةً بالقرب من الجزء العلوي منها. ثم يُسحب هذا الغلاف المائع الأكثر لزوجة إلى أسفل مع الصفيحة، مما يؤدي إلى تدفق الوشاح الأقل لزوجة خلفه. ويُعتقد أن تفاعل هذا الوشاح الهابط مع السوائل المائية الصاعدة من الصفيحة الغارقة هو ما يُنتج انصهارًا جزئيًا للوشاح عند عبوره خط انصهاره الرطب . ^{[ 8 ]} إضافةً إلى ذلك، قد ينتج بعض الانصهار عن صعود مواد الوشاح الساخنة داخل إسفين الوشاح. ^{[ 9 ]} إذا صعدت المواد الساخنة بسرعة كافية بحيث لا تُفقد سوى القليل من الحرارة، فقد يؤدي انخفاض الضغط إلى تحرير الضغط أو انصهار جزئي ناتج عن انخفاض الضغط .

يقع على الجانب المنغرز من القوس الجزري خندق محيطي عميق وضيق، وهو أثر على سطح الأرض يمثل الحد الفاصل بين الصفيحتين المنغرزة والعلوية. يتشكل هذا الخندق بفعل قوة الجذب الهابطة للصفيحة المنغرزة ذات الكثافة النسبية على الحافة الأمامية للصفيحة. تحدث زلازل متعددة على طول هذا الحد الفاصل، حيث تقع بؤرها الزلزالية على أعماق متزايدة تحت القوس الجزري؛ وتُعرف هذه الزلازل بمنطقة بينيوف . ^{[ 10 ] [ 11 ]}

يمكن أن تتشكل الأقواس الجزرية في البيئات داخل المحيطات، أو من شظايا القشرة القارية التي هاجرت بعيدًا عن كتلة أرضية قارية مجاورة أو في البراكين المرتبطة بالاندساس النشطة على هوامش القارات.

فيما يلي بعض السمات العامة الموجودة في معظم الأقواس الجزرية.

منطقة القوس الأمامي : تتألف هذه المنطقة من الخندق، والمنشور التراكمي، وحوض القوس الأمامي. ويوجد نتوء ناتج عن الخندق في الجانب المواجه للمحيط من النظام (بربادوس في جزر الأنتيل الصغرى مثال على ذلك). يتشكل حوض القوس الأمامي بين سلسلة جبال القوس الأمامي وقوس الجزر؛ وهو منطقة ذات ترسبات مسطحة غير مضطربة.

الخنادق : هي أعمق معالم أحواض المحيطات؛ وأعمقها خندق ماريانا (حوالي 11000 متر أو 36000 قدم ). تتشكل هذه الخنادق نتيجة انثناء الغلاف الصخري المحيطي، وتتطور على الجانب المحيطي من الأقواس الجزرية.  

أحواض ما وراء القوس : تُعرف أيضاً بالبحار الهامشية، وتتشكل في الجانب الداخلي المقعر من الأقواس الجزرية المحاطة بسلاسل جبلية خلف القوس. وتتطور هذه الأحواض استجابةً للتكتونية الشدية الناتجة عن تصدع قوس جزري قائم.

منطقة بينيوف أو منطقة واداتي-بينيوف : هي منطقة منخفضة تقع أسفل الصفيحة العلوية، حيث يحدث نشاط بركاني مكثف، ويُحدد موقع الأحداث الزلزالية أسفل القوس البركاني. تحدث الزلازل من قرب السطح إلى  عمق 660 كم تقريبًا. ويتراوح ميل مناطق بينيوف من 30 درجة إلى ما يقارب الوضع الرأسي. ^{[ 12 ]}

قد تتشكل أحواض محيطية بين الهامش القاري والأقواس الجزرية على الجانب المقعر من القوس. تتميز هذه الأحواض بقشرة إما محيطية أو متوسطة بين القشرة المحيطية العادية والقشرة النموذجية للقارات؛ ويكون تدفق الحرارة في هذه الأحواض أعلى منه في المناطق القارية أو المحيطية العادية. ^{[ 2 ]}

بعض الأقواس، مثل جزر ألوشيان، تمر جانبياً إلى الجرف القاري على الجانب المقعر من القوس، ^{[ 13 ]} بينما معظم الأقواس منفصلة عن القشرة القارية.

تُفسر الحركة بين صفيحتين من الغلاف الصخري السمات الرئيسية للأقواس الجزرية النشطة. يقع القوس الجزري والحوض المحيطي الصغير على الصفيحة العلوية التي تلتقي بالصفيحة الهابطة التي تحتوي على قشرة محيطية عادية على طول منطقة بينيوف. ويؤدي الانحناء الحاد للصفيحة المحيطية نحو الأسفل إلى تكوين خندق. ^{[ 14 ]}

توجد بشكل عام ثلاث سلاسل بركانية تتشكل منها أنواع الصخور البركانية التي توجد في الأقواس الجزرية: ^{[ 15 ] [ 16 ]}

• سلسلة الثوليت – البازلت الأنديزيتي والأنديزيت .
• سلسلة الكلسية القلوية - الأنديزيت.
• السلسلة القلوية – مجموعات فرعية من البازلت القلوي والحمم البركانية النادرة ذات المحتوى العالي جدًا من البوتاسيوم (أي الشوشونيتية ).

ترتبط هذه السلسلة البركانية بعمر منطقة الاندساس وعمقها. وتتواجد سلسلة الصهارة الثوليتية بكثرة فوق مناطق الاندساس الحديثة المتكونة من صهارة من أعماق ضحلة نسبيًا. أما سلسلتا الصهارة الكلسية القلوية والقلوية فتظهران في مناطق الاندساس الناضجة، وترتبطان بصهارة من أعماق أكبر. ويُعد الأنديزيت والأنديزيت البازلتي أكثر الصخور البركانية وفرةً في الأقواس الجزرية، مما يدل على وجود الصهارة الكلسية القلوية. وتتميز بعض الأقواس الجزرية بتوزيع السلاسل البركانية، كما هو الحال في نظام الأقواس الجزرية اليابانية، حيث تتغير الصخور البركانية من ثوليتية إلى كلسية قلوية ثم إلى قلوية مع ازدياد المسافة من الخندق. ^{[ 15 ]}

تتضمن عملية النشاط البركاني القوسي عدة عمليات تُنتج طيفًا واسعًا من تركيب الصخور. تشمل هذه العمليات، على سبيل المثال لا الحصر، اختلاط الصهارة، والتجزئة، والاختلافات في عمق ودرجة الانصهار الجزئي، والاستيعاب. لذلك، تُنتج السلاسل البركانية الثلاث نطاقًا واسعًا من تركيب الصخور، ولا تُطابق أنواع الصهارة المطلقة أو مناطق المصدر. ^{[ 6 ]}

تم تحديد بقايا أقواس جزرية سابقة في بعض المواقع. يوضح الجدول أدناه مجموعة مختارة منها.

• حوض خلف القوس
• قوس بركاني
• جزيرة بركانية