تيفرا

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة

الرماد البركاني في براون بلاف ، أنتاركتيكا (2016)

التيفرا هي مادة متفتتة تنتج عن ثوران بركاني بغض النظر عن تركيبها أو حجم شظاياها أو آلية وضعها. [ 1 ]

آفاق التيفرا في جنوب وسط أيسلندا : الطبقة السميكة ذات اللون الفاتح في وسط الصورة هي التيفرا الريوليتية من هيكلا .

يُطلق علماء البراكين أيضًا على الشظايا المتطايرة اسم الفتات البركاني . وبمجرد سقوطها على الأرض، تبقى على شكل رماد بركاني ما لم ترتفع حرارتها إلى درجة كافية لتندمج في صخور بركانية فتاتية أو طف بركاني . عند ثوران البركان، يُطلق أنواعًا مختلفة من الرماد البركاني، بما في ذلك الرماد والجمرات والكتل. تستقر هذه الطبقات على الأرض، ومع مرور الوقت، يحدث الترسيب الذي يُدمج طبقات الرماد البركاني هذه في السجل الجيولوجي.

علم تحديد عمر الرماد البركاني هو تقنية جيولوجية زمنية تستخدم طبقات منفصلة من الرماد البركاني الناتج عن ثوران بركاني واحد، لإنشاء إطار زمني يمكن من خلاله وضع السجلات البيئية القديمة أو الأثرية . غالبًا ما تؤدي الانفجارات البركانية إلى نفوق الكائنات الحية ودفن بقاياها داخل طبقة الرماد البركاني. يقوم العلماء لاحقًا بتأريخ هذه الأحافير لتحديد عمرها وموقعها في السجل الجيولوجي.

نافورة من الحمم البركانية المنصهرة في بركان كيلاويا في هاواي، مع سحابة سوداء من الرماد البركاني المصاحب لها

أصل الكلمة

تُشتق كلمتا "tephra" و"pyroclast" من اليونانية : فكلمة τέφρα ( téphra ) تعني "رماد"، [ 2 ] بينما كلمة pyroclast مشتقة من الكلمتين اليونانيتين πῦρ ( pyr ) بمعنى "نار"، [ 3 ] و κλαστός ( klastós ) بمعنى "مُحطّم إلى قطع". [ 4 ] وقد استُخدمت كلمة τέφραv (بمعنى "رماد") في سياق واسع ضمن وصف أرسطو لثوران بركان فولكانو (هيرا) في كتابه "الأرصاد الجوية" . [ 5 ]

ملخص

صخور من طف بيشوب ، غير مضغوطة مع وجود الخفاف على اليسار؛ مضغوطة مع وجود اللهب على اليمين

التيفرا هي أي مادة بركانية فتاتية، مهما كان حجمها أو تركيبها، تنتج عن ثوران بركاني انفجاري، ولها تعريفات جيولوجية دقيقة. [ 6 ] تتكون التيفرا من مواد متنوعة، عادةً ما تكون جزيئات زجاجية تتشكل نتيجة تبريد قطرات الصهارة ، والتي قد تكون حويصلية أو صلبة أو رقائقية الشكل، بالإضافة إلى نسب متفاوتة من المكونات البلورية والمعدنية التي تنشأ من الجبل وجدران الفوهة. وعندما تسقط الجزيئات على الأرض، يتم فرزها إلى حد ما بفعل الرياح وقوى الجاذبية، لتشكل طبقات من مواد غير متماسكة. كما تُنقل هذه الجزيئات بفعل تدفق المياه السطحية أو البحرية. [ 7 ]

عادةً ما تتضمن عملية توزيع الرماد البركاني بعد ثوران بركاني سقوط الصخور الكبيرة على الأرض بسرعة أكبر، وبالتالي أقرب إلى فوهة البركان، بينما تنتقل الشظايا الأصغر لمسافات أبعد  - إذ يمكن للرماد أن ينتقل لآلاف الأميال، بل وحتى حول العالم، حيث يمكن أن يبقى في طبقة الستراتوسفير لأيام أو أسابيع بعد الثوران. عندما تتراكم كميات كبيرة من الرماد البركاني في الغلاف الجوي نتيجة ثورات بركانية هائلة (أو نتيجة ثورات بركانية صغيرة متعددة تحدث في وقت واحد)، فإنها تعكس الضوء والحرارة من الشمس عبر الغلاف الجوي، مما قد يؤدي في بعض الحالات إلى انخفاض درجة الحرارة، وبالتالي حدوث ما يُعرف بـ" الشتاء البركاني " المؤقت. ويمكن ملاحظة آثار الأمطار والثلوج الحمضية، وهي الهطولات الناتجة عن انبعاثات الرماد البركاني في الغلاف الجوي، لسنوات بعد توقف الثورات البركانية. ويمكن أن تؤثر ثورات الرماد البركاني على النظم البيئية عبر ملايين الكيلومترات المربعة أو حتى قارات بأكملها، وذلك بحسب حجم الثوران. [ 8 ]

تصنيف

بريشة بركانية في جاكسون هول

يتم تصنيف شظايا التيفرا حسب الحجم:

تُسمى التيفرا، التي تتكون من جزيئات صخرية بركانية صغيرة جدًا يتراوح حجمها بين 25 و125 ميكرومتر ، والتي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، أيضًا باسم التيفرا الخفية . [ 9 ]

يُعرف استخدام طبقات التيفرا، التي تحمل تركيبها الكيميائي وخصائصها الفريدة، كعلامات زمنية في المواقع الأثرية والجيولوجية، باسم علم تحديد عمر التيفرا . [ 7 ]

التأثيرات البيئية

يؤثر انبعاث الرماد البركاني في طبقة التروبوسفير على البيئة فيزيائيًا وكيميائيًا. فيزيائيًا، تُلحق الكتل البركانية الضرر بالنباتات المحلية والمستوطنات البشرية. يُلحق الرماد أضرارًا بشبكات الاتصالات والكهرباء، ويُغطي الغابات والنباتات، مما يُقلل من عملية التمثيل الضوئي ، ويُلوث المياه الجوفية . [ 10 ] يُغير الرماد البركاني حركة الهواء والماء تحت سطح الأرض وفوقه. كيميائيًا، يُمكن أن يؤثر انبعاث الرماد البركاني على دورة الماء . يُمكن أن تُسبب جزيئات الرماد البركاني نمو بلورات الجليد في السحب، مما يزيد من هطول الأمطار . قد تشهد مستجمعات المياه القريبة والمحيط ارتفاعًا في مستويات المعادن ، وخاصة الحديد ، مما قد يُسبب نموًا هائلًا في أعداد العوالق . [ 8 ] وهذا بدوره قد يُؤدي إلى ظاهرة التخثث .

التخصصات والسجل الأحفوري

إلى جانب علم تحديد عمر الرماد البركاني، يُستخدم الرماد البركاني في العديد من التخصصات العلمية، بما في ذلك الجيولوجيا ، وعلم البيئة القديمة ، وعلم الإنسان، وعلم الأحافير ، لتحديد عمر الأحافير، وتحديد التواريخ ضمن سجل الأحافير، والتعرف على ثقافات ما قبل التاريخ والنظم البيئية. على سبيل المثال، دفن الرماد البركاني الكربوناتيتي الموجود في بركان أولدوينيو لينجاي (في وادي الصدع شرق أفريقيا) آثار أقدام بشرية متحجرة وحافظ عليها بالقرب من موقع الثوران. [ 11 ] في ظل ظروف معينة، يمكن أن تُحفظ الكتل البركانية لمليارات السنين ، ويمكن أن تنتقل لمسافة تصل إلى 400 كيلومتر من موقع الثوران. وقد وفرت الانفجارات البركانية حول العالم معلومات علمية قيّمة عن النظم البيئية المحلية والثقافات القديمة. 

البراكين

أفريقيا

يحيط ببركان واو آن ناموس غطاء من الرماد البركاني الداكن، والذي يتميز بتناقض لوني ملحوظ مع الصحراء الكبرى المحيطة به .

أثرت البراكين الأفريقية على السجل الأحفوري. يُعدّ بركان إل هييرو ، الواقع جغرافيًا ضمن أفريقيا، بركانًا درعيًا، وهو أصغر جزر الكناري وأحدثها عمرًا . وقع آخر ثوران لبركان إل هييرو تحت الماء عام 2011، مُسببًا زلازل وانهيارات أرضية في جميع أنحاء جزر الكناري. وبدلًا من الرماد والصخور الطافية، انطلقت "الريستينجوليت" بعد كل ثوران. [ 12 ] بعد ثوران عام 2011، عُثر على أحافير لكائنات بحرية وحيدة الخلية في الريستينجوليت، مما يُؤكد نظرية نشأة جزر الكناري التي تُشير إلى أن نموها ناتج عن تدفق واحد طافٍ من الصهارة من لب الأرض، بدلًا من الشقوق في قاع المحيط. وينعكس هذا في تناقص عمر الجزر من الشرق إلى الغرب، من فويرتيفنتورا إلى إل هييرو. [ 13 ]

يوجد في إثيوبيا، الواقعة في شرق أفريقيا، حوالي 60 بركانًا. وفي جنوب إثيوبيا، تتكون تكوينات أومو كيبش الصخرية من طبقات من الرماد البركاني والرواسب. وقد اكتُشفت العديد من الأحافير ضمن هذه الطبقات. في عام 1967، اكتشف عالم الأنثروبولوجيا القديمة ريتشارد ليكي أحفورتين للإنسان العاقل في تكوينات أومو كيبش . وبعد التأريخ بالكربون المشع، حُدد عمرهما بـ 195 ألف عام. [ 14 ] ومن الثدييات الأخرى التي اكتُشفت في هذه التكوينات خنزير الغابة ( Hylochoerus meinertzhageni ) والظبي ( Cephalophus ). [ 15 ]

آسيا

انفجرت الرماد البركاني والغازات البركانية بشكل انفجاري من ساكوراجيما ، اليابان، في عام 2014، وسقط بعض الرماد البركاني عائدًا إلى الأرض.

في آسيا، لا تزال العديد من الانفجارات البركانية تؤثر على الثقافات المحلية حتى اليوم. ففي كوريا الشمالية، ثار جبل بايكتو ، وهو بركان طبقي، لأول مرة عام 946 ميلادي، ويُعد موقعًا دينيًا للسكان المحليين. وكان آخر ثوران له عام 1903. وفي عام 2017، تم اكتشاف أدلة أحفورية جديدة حددت تاريخ أول ثوران لجبل بايكتو، والذي كان لغزًا محيرًا. فقد اكتشف فريق من العلماء بقيادة الدكتور كلايف أوبنهايمر، عالم البراكين البريطاني ، جذع شجرة أرز مطمورًا داخل جبل بايكتو. وبعد التأريخ بالكربون المشع، تبين أن عمر شجرة الأرز يبلغ 264 عامًا، وهو ما يتوافق مع ثوران عام 946 ميلادي. وتجري حاليًا دراسة حلقات نمو الشجرة، وقد تم التوصل إلى العديد من الاكتشافات الجديدة حول كوريا الشمالية خلال تلك الفترة. [ 16 ]

في شمال شرق الصين، تسبب ثوران بركاني هائل في أوائل العصر الطباشيري في تحجر نظام بيئي كامل يُعرف باسم بيوتا جيهول، وذلك عندما غمرت تدفقات بركانية قوية المنطقة . وتشمل هذه الرواسب العديد من الأحافير المحفوظة بشكل مثالي للديناصورات والطيور والثدييات والزواحف والأسماك والضفادع والنباتات والحشرات . [ 17 ]

أوروبا

تُقدّم البراكين الأوروبية معلومات فريدة عن تاريخ إيطاليا . ومن الأمثلة على ذلك جبل فيزوف ، وهو بركان طبقي يقع في جنوب إيطاليا، [ 18 ] والذي ثار آخر مرة في مارس 1944. في وقت سابق، عام 79 ميلادي، وفي ثوران استمر من 12 إلى 18 ساعة، غطّى فيزوف مدينة بومبي بالحمم البركانية المنصهرة والرماد والخفاف والكتل البركانية والغازات السامة. وقد حُفظ جزء كبير من المدينة وتحوّلت المواد العضوية إلى أحافير بفعل الرماد البركاني، مما وفّر معلومات قيّمة عن الحضارة الرومانية . [ 19 ] كذلك، في إيطاليا، ثار بركان سترومبولي ، وهو بركان طبقي، آخر مرة في يوليو 2019.

أمريكا الشمالية

النصب التذكاري الوطني البركاني لجبل سانت هيلينز بعد ثوران عام 1980

دُرست العديد من الانفجارات البركانية في أمريكا الشمالية . ففي 18 مايو/أيار 1980، ثار بركان سانت هيلينز ، وهو بركان طبقي في ولاية واشنطن ، مُطلقًا خمسمئة مليون طن من الرماد البركاني عبر ولايات واشنطن وأوريغون ومونتانا وأيداهو ، مُسببًا زلازل وانهيارات صخرية وأمواج تسونامي هائلة غيّرت تضاريس المناطق المجاورة بشكل كبير. [ 20 ] وفي منتزه يلوستون الوطني ، تسببت الفيضانات الناجمة عن الانفجار في انهيار الأشجار وجرفها إلى قيعان البحيرات حيث تحجرت. كما غمرت المياه الغابات المجاورة، مُزيلةً اللحاء والأوراق وأغصان الأشجار. [ 21 ] وفي عام 2006، ثار بركان أوغسطين في ألاسكا، مُحدثًا زلازل وانهيارات جليدية ، وقذف الرماد البركاني لمسافة تقارب مئتين وتسعين كيلومترًا. ويبلغ عمر هذا البركان القبابي أكثر من أربعين ألف عام، وقد ثار 11 مرة منذ عام 1800. [ 22 ]

أمريكا الجنوبية

صورة فضائية لقبة الحمم البركانية لبركان تشايتين، تشيلي: القبة الدائرية بنية اللون ومحاطة بمنظر طبيعي مغطى بالرماد.

تضم أمريكا الجنوبية العديد من البراكين النشطة التاريخية. ففي جنوب تشيلي ، ثار بركان تشايتين عام 2011، مضيفًا 160 مترًا إلى حافته. وقد عُثر على أسلحة وأدوات من عصور ما قبل التاريخ، مصنوعة من كتل الرماد البركاني ، يعود تاريخها إلى 5610 أعوام، على  بُعد 400 كيلومتر. [ 23 ] وبسبب موقع منطقة اندساس صفيحة نازكا في شرق المحيط الهادئ، يوجد واحد وعشرون بركانًا نشطًا في جنوب بيرو . [ 24 ] وفي عام 2006، استخرج فريق من علماء الحفريات بقيادة مارك د. أوهين، الأستاذ بجامعة جورج ماسون، حفريات عُثر عليها تحت طبقة من الرماد البركاني في بيرو. وقد صُنفت هذه الحفريات على أنها ثلاثة أنواع مختلفة من الحيتان القديمة، وهي حيتان من عصور ما قبل التاريخ، ويعود تاريخها إلى أكثر من 36.61  مليون عام، وهو ما كان عليه الوضع في عام 2011.مما يجعلها أقدم حفريات الحيتان في أمريكا الجنوبية. [ 25 ]

مراجع

  1. ↑ هذا هو التعريف العام للرماد البركاني (من اليونانية tephra ، وتعني "الرماد") الذي اقترحه عالم البراكين الأيسلندي سيغوردور ثورارينسون (Sigurdur Thorarinsson) عام 1954، في سياق حديثه عن ثوران بركان هيكلا (ثورارينسون، "ثوران هيكلا، 1947-1948، الجزء الثاني، 3، تساقط الرماد البركاني من هيكلا، 29 مارس 1947"، Visindafélag Íslendinga (1954: 1-3)). وقد استُخدم المصطلح سابقًا في دراسات الدكتوراه التي أجراها سيغوردور ثورارينسون عام 1944، ولكن ليس في اللغة الإنجليزية. انظر: Thorarinsson, S (1944). "Tefrokronologiska studier pA Island". Geografiska Annaler . 26 ( 1–2 ): 1–217 . doi : 10.1080/20014422.1944.11880727 .
  2. ↑ τέφρα . Liddell, Henry George ; Scott, Robert ; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project .
  3. ↑ πῦρ في ليدل وسكوت .​ 
  4. ↑ καστός في ليدل وسكوت .​ 
  5. ↑ أرسطو (1952). "الترجمة اليونانية-الإنجليزية لأرسطو، الأرصاد الجوية LCL 397: 210-211، الفقرة 367" . مطبعة جامعة هارفارد. doi : 10.4159/DLCL.aristotle-meteorlogica.1952 . S2CID 245028937. تاريخ الاسترجاع: 13 ديسمبر 2023 . 
  6. ↑ لوي، ديفيد جيه؛ أبوت، بيتر إم؛ سوزوكي، تاكيهيكو؛ جنسن، بريتا جيه إل (2022). "دراسات التيفرا العالمية: دور وأهمية مجموعة أبحاث التيفرا الدولية "لجنة التيفروكرونولوجيا" في أول 60 عامًا من عمرها" . تاريخ علوم الفضاء الجيولوجي . 13 (2): 93-132 . Bibcode : 2022HGSS...13...93L . doi : 10.5194/hgss-13-93-2022 . hdl : 10289/15024 .
  7. 1 2 غورنيتز، فيفيان (2008). موسوعة علم المناخ القديم والبيئات القديمة . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 937-938 . ISBN  978-1-4020-4551-6.
  8. 1 2 أيريس، بول مارتن؛ ديلميل، بيير (1 نوفمبر 2012). "الآثار البيئية المباشرة لانبعاثات التيفرا". نشرة علم البراكين . 74 (9): 1905-1936 . Bibcode : 2012BVol...74.1905A . doi : 10.1007/s00445-012-0654-5 . ISSN 1432-0819 . S2CID 129369735 .  
  9. ↑ بايل، د.م. (2016). "الفصل 1 - الملاحظات الميدانية لرواسب تساقط التيفرا". في: ماكي، س.؛ كاشمان، ك.؛ ريكيتس، هـ.؛ راست، أ.؛ واتسون، م. (محررون). الرماد البركاني: رصد المخاطر . إلسيفير. ص 25-37 . doi : 10.1016/B978-0-08-100405-0.00004-5 . ISBN  978-0-08-100405-0.
  10. ↑ "برنامج مخاطر البراكين التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية" . volcanoes.usgs.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  11. ↑ هاي، آر إل (1989). "رواسب التيفرا الكربوناتيتية-النيفلينيتية الهولوسينية في أولدوينيو لينجاي، تنزانيا". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 37 (1): 77-91 . Bibcode : 1989JVGR...37...77H . doi : 10.1016/0377-0273(89)90114-5 .
  12. ↑ "البرنامج العالمي للبراكين | هيرو" . مؤسسة سميثسونيان | البرنامج العالمي للبراكين . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  13. ↑ «بقايا الأحافير من ثوران بركاني تخبرنا عن أصل جزر الكناري» . ساينس ديلي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  14. ^ براون ، فرانسيس هـ. فولر، تشاد ر. (سبتمبر 2008). “طبقات الأرض والتيفرا لتكوين كيبيش، جنوب غرب إثيوبيا”. مجلة تطور الإنسان . 55 (3): 366–403 . بيب كود : 2008JHumE..55..366B . دوى : 10.1016/j.jhevol.2008.05.009 . بميد 18692219 . 
  15. ^ أسيفا، زيلالم؛ يرجا، سليمان؛ ريد ، كاي إي. (سبتمبر 2008). "حيوانات الثدييات الكبيرة من تكوين كيبيش" (PDF) . مجلة تطور الإنسان . 55 (3): 501– 512. بيب كود : 2008JHumE..55..501A . دوى : 10.1016/j.jhevol.2008.05.015 . بميد 18691734 . S2CID 5923387 .  
  16. ↑ "ساعدت عينات الأشجار المتحجرة وعينات الجليد في تحديد تاريخ ثوران بركاني هائل قبل 1000 عام بدقة تصل إلى ثلاثة أشهر" . ساينس ديلي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  17. ↑ "بركان على غرار بومبي منح الصين كنزها من الديناصورات" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  18. ↑ "كل شيء عن البراكين في إيطاليا" . ZME Science . 24 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  19. ↑ "ثوران بركان فيزوف" . التاريخ . 24 نوفمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 19 مارس 2020 .
  20. ↑ "مرصد براكين كاسكيدز" . volcanoes.usgs.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  21. ↑ اكتشافات مذهلة. "أشجار متحجرة | أشجار متحجرة | ثوران بركان سانت هيلينز" . amazingdiscoveries.org . تاريخ الوصول: 19 مارس 2020 .
  22. ↑ "أوغسطين | عالم البراكين | جامعة ولاية أوريغون" . volcano.oregonstate.edu . 4 مايو 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  23. ↑ "بركان تشايتين، تشيلي: خريطة، حقائق، صور ثوران | تشايتين" . geology.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  24. ↑ "براكين بيرو" . www.volcanodiscovery.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  25. ↑ باينسون، نيكولاس د. "حيتان أثرية جديدة من بيرو هي أقدم حيتان أحفورية من أمريكا الجنوبية | سميثسونيان أوشن" . ocean.si.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2020 .
  • شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة بـ Tephra على ويكيميديا ​​كومنز
  • تحديد المواد البركانية