تشريح بركان هائل
تحت سطح منتزه يلوستون الوطني يكمن بركان هائل يعرف العلماء الآن أنه ضعف الحجم الذي قدّروه في البداية - فهل يجب أن نشعر بالقلق؟
وقع آخر ثوران بركاني فائق قبل 26,500 سنة
تحت الغابات الشاهقة والشلالات الهادرة بمنتزه يلوستون الوطني Yellowstone National Park في ولاية وايومنغ، يكمن شيء مخيف. تشهد البرك المتبخرة وينابيع الحمأة Mud pots الفوارة والنوافير الحارة Geysers الجياشة على وجود درجات حرارة عالية ليست عن السطح ببعيد – وهذا ليس مفاجئاً بالنظر إلى أن المتنزه يطفو فوق واحد من أكبر وأخطر البراكين على الأرض. ولكن لم يُكتشف سوى مؤخراً حجم الحجرة الصهارية Magma chamber الهائلة أدناه. عندما تنتقل الموجات الزلزالية عبر الأرض، فإنها تتحرك بوتيرة أبطأ أثناء انتقالها عبر السوائل، مثل الصهارة. باستخدام البيانات الجديدة حول سلوك الموجات الزلزالية الناتجة عن نحو 4,500 زلزال، تمكن الباحثون من بناء أوضح صورة حتى الآن للصهارة المخبأة داخل قشرة الأرض في يلوستون، مما يشير إلى وجود مستودع أكبر بمرتين ونصف مما كان يعتقد سابقاً.
الأمر المثير للقلق أن الحجرة تحتوي على ما يكفي من الصهارة لتقزيم أكبر ثوران بركان وقع في يلوستون في الماضي. وعلى الرغم من عدم اندلاع أي حمم منذ 70,000سنة، فقد استحوذت النتائج الجديدة على أذهان السكان المحليين وعلماء البراكين نظرا للتهديد الكامن أسفل المتنزه.
يتعرض متنزه يلوستون لما يصل
إلى 3,000 زلزال سنوياً.
وفقا لمعارفنا الحالية، لا نعرف بالضبط كيف يبدأ الثوران الفائق؛ فالزلازل أو حقن الصخور المنصهرة في الحجرة الصهارية هما من المحفزات المقترحة. أشار بحث منشور في أوائل عام 2014 إلى أن الضغط الذي تلقيه كتلة الصهارة المتنامية يمكنه أن يشق طريقاً إلى السطح.
الثورات البركانية الفائقة هي أحداث جيولوجية كارثية لا تتسبب في القضاء المحلي على جميع أشكال الحياة فحسب، بل إنها تؤدي أيضاً إلى تخريب مناخ الأرض. لحسن الحظ، ليست كل الثورات البركانية من بركان هائل مؤهلة للتحول إلى ثورات فائقة – فهذه تهز الكوكب لمرات قليلة كل 100,000 سنة أو نحوها. تُعد ندرتها مقياساً للعدد الضئيل من البراكين الهائلة- التي قد يقل عددها عن 100 من إجمالي بضعة آلاف من البراكين النشطة أو التي يحتمل أن تكون نشطة- وحقيقة أنه يجب اتباع وصفة خاصة إذا أريد إحداث ثوران فائق.
تدعو الحاجة إلى كميات هائلة من الصهارة اللزجة الغنية بالغازات، والمعروفة بـ”الريوليت“ Rhyolite، المحتجزة في القشرة الأرضية في حالتها المنصهرة ثم تُطلق كامل محتواها دفعة واحدة. فهناك قليل من الأماكن التي تجتمع فيها هذه الشروط المطلوبة، لكنها مستوفاة على نحو جيد في نقطة يلوستون الساخنة. هناك، يذوب إصبع صاعد من وشاح الأرض ليشكّل الصهارة البازلتية Basalt magma، والتي تتجمع عند قاعدة القشرة الأرضية. تتعرض هذه لمزيد من الانصهار لتشكل جسماً هائلاً من الريوليت المنصهر.
على مدى فترة 2.1 مليون سنة الماضية، حدثت 3 ثورات بركانية عملاقة عبر القشرة الأرضية في يلوستون. يعرف مكان كل منها حالياًبكالديرا Caldera عملاقة – وهي فوهة بركانية أرضية تشبه المرجل – والتي تشكلت نتيجة الانهيار الذي أعقب ثوران البركان. شكل الأحدث من بين 3 ثورات بركانية كالديرا يلوستون البالغ عرضها 43.5 ميل قبل 640 ألف سنة في ولاية واشنطن، مسبباً انبعاث كمية من الرماد تزيد بألف ضعف على ما نتج من ثوران بركان جبل سانت هيلانة Mount St Helens في عام 1980. ومنذئذ، ظلت الأمور هادئة نسبياً.
من سطح الأرض أصل بركاني
لا يعني هذا أن البركان قد خمد، فهو أبعد ما يكون عن ذلك. خلال آخر 14,000 سنة فقط، كسرت الانفجارات البخارية العنيفة الهدوء، ومخلفة وراءها 20 فوهة بركانية كبيرة. وصف علماء البراكين Volcanologists كالديرا يلوستون بكونها ”مضطربة“ – فهي تهتز باستمرار بفعل الزلازل الصغيرة، في حين ترتفع القشرة الأرضية وتنخفض استجابة لحركة المياه الجوفية الساخنة والصهارة أسفلها.
”من المهم ملاحظة أن مستودع الصهارة في يلوستون لا يزداد في الحجم“
من المحتم أنه كلما تسارعت وتيرة هذا الأمر، تزايدت التكهنات حول احتمال اندلاع ثوران بركاني في المستقبل. أدى الاكتشاف الأخير لأن مستودع الصهارة في يلوستون أكبر بكثير مما كان يُعتقد سابقاً إلى زيادة هذه المخاوف، لكن هل يجعل هذا ثوراناً فائقاً آخر أقرب احتمالاً؟
دفن نيوزيلندا في رماد بلغ عمقه 18 سم.
للمستودع أبعاد هائلة – يقترب طوله من 56 ميلاً وعرضه من 18.6 ميل. لكن لا ينبغي النظر إلى المساحة المغلقة ككهف عملاق يمتلئ بالصهارة، ولكن بالأحرى كحجم تحتل ما بين 6-8% منه جيوب من الصهارة. لا يزال هذا يمثل نحو719 ميل3 من الصهارة. فإذا اندلعت كلها مرة واحدة، فسيكفي ذلك لتقزيم ثورات ما قبل التاريخ.
إذن، هل يجب أن نفكر جميعاً في تخزين إمدادات من السلع المعلبة تكفينا لمدة سنتين؟ ربما لا. يقول د. جيمي فاريل Jamie Farrell، الذي قاد الأبحاث حول صهارة يلوستون في جامعة يوتا: ”لم تُظهر الخرائط شيئاً بهذا الحجم من قبل، لكن من المهم ملاحظة أن مستودع الصهارة لا يزداد في الحجم“.
رصد يلوستون باستخدام أحدث الأدوات
مقاييس الزلازل SEISMOMETERS
هذه هي الخيار الأول لعالم البراكين لأداة المراقبة، ويمكن لشبكة قياس الزلازل المصممة جيداً اكتشاف وتتبع الزلازل الناتجة من الصهارة التي تكسر الصخور في طريقها إلى السطح، ويمكن استخدام التسارع في معدل نشاط الزلازل للتنبؤ توقيت ثوران وشيك.
نظم تحديد المواقع العالمية GLOBAL POSITIONING SYSTEMS
يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لمراقبة انتفاخ السطح الذي يسبق الثوران البركاني. من الممكن اكتشاف الحركات العمودية والأفقية التي لا تتجاوز مسافتها بضعة سنتيمترات، مما يسبب بناء نمط من التشوه السطحي، ويمكنه توفير معلومات عن موقع وعمق جسم الصهارة أدناه، إضافة إلى شكله وحجمه.
تحليل الغازات GAS ANALYSES
يمكن أن يزودنا تحليل الغازات المنبعثة من بركان بتحذيرات مفيدة. عادة ما تكون الزيادة في كمية ثاني أكسيد الكبريت Sulphur dioxide علامة على اقتراب الصهارة من السطح، في حين أن اكتشاف غازات مثل الرادون والهيليوم قد ينذر أيضاً بثوران بركاني.
الأقمار الاصطناعية SATELLITES
يؤدي الرصد بالأقمار الاصطناعية دوراً متزايد الأهمية في مراقبة البراكين، لا سيما في المناطق التي يصعب الوصول إليها. يمكن اكتشاف تشوه السطح الواسع النطاق باستخدام تقنيات القياس الراداري بالتداخل Radar interferometry، في حين يمكن للتصوير الحراري تتبع حقول تدفق الحمم البركانية.
في الواقع، ليس لحجم المستودع تأثير مباشر على موعد ثوران يلوستون التالي، ولا على احتمال أن يكون الانفجار التالي ثوراناً هائلاً. لكن الأحداث الماضية تشير إلى أن متوسط فترة عودة هذه الأحداث يتراوح بين 700,000 إلى 800,000 سنة، وهو ما يعني أن فترة أخرى قل تحل في أي وقت قريب – في حدود 10,000 سنة. يشير د. بوب سميث Bob Smith، الأستاذ الفخري للجيوفيزياء في جامعة يوتا University of Utah، إلى أن هذا التقدير يستند إلى فترتين فاصلتين فقط، ويستحضر السؤال التالي: ”كم عدد الأشخاص الذين سيشترون من سوق الأسهم بناء على تحليلات يومين من البيانات؟“ حتى عندما يثور البركان في المرة التالية، فمن المرجح ألا يحدث ذلك خلال فترة حياتنا، والأقرب احتمالاً أن يكون الثوران بسيطاً نسبياً.
إذا كان المتشائمون على حق، ولفظت الحجرة الصهارية في يلوستون جزءاً كبيراً من صهارتها، فستكون العواقب مروعة. تسبب الانفجار الذي وقع قبل 640,000 سنة في تدفقات قوية من الرماد والغازات الحارقة التي تدفقت عبر ما يعرف الآن بولاية وايومنغ والولايات المجاورة لها، مع تساقط الرماد في أماكن بعيدة مثل تكساس وكاليفورنيا الحديثة. سيؤدي تكرار مثل هذا الحدث حالياً إلى شل اقتصاد أمريكا وتدمير زراعتها. في الواقع، قد يكون التأثير الناتج في مناخ العالم مروعاً، وكذلك يمكنه إحداث انتكاسة في المجتمع العالمي ككل. في أعقاب ثاني ثوران فائق في بحيرة توبا في سومطرة، والذي حدث منذ نحو 74,000 سنة، حدث ”شتاء بركاني“ Volcanic winter شديد نتج من تأثير التبريد بفعل طبقة عالمية حاجبة من غازات الكبريت في طبقة الستراتوسفير Stratosphere، والذي أدى إلى امتداد رقعة الثلوج والجليد بحيث غطت نحو ثلث الكوكب.
جادل بعض علماء البراكين والأنثروبولوجيا بأن التجمد الناجم أوشك على دفع النوع البشري إلى الانقراض. في وجود نحو 8 بلايين إنسان يعيشون على الكوكب حالياً، يرجح أننا بعيدون عن الإبادة الكاملة للنوع البشري، على الرغم من أنه يرجّح أن يؤدي الفشل الكامل للمحاصيل العالمية لعدة سنوات إلى انخفاض حاد في عدد سكان الكوكب. في حين أننا لسنا متأكدين تماماً من أن يلوستون ستخضع مرة أخرى لثوران بركاني هائل، نحن واثقون من أنه في وقت ما في المستقبل، وفي مكان ما من العالم، سيندلع بركان آخر، وليس هناك ما يمكننا فعله على الإطلاق لإيقافه.
لن يكون لحفر منفذ في بركان هائل منتفخ لتمكينه من ”تنفيس البخار“ أي تأثير تقريباً. ما يجب أن نفعله هو المراقبة والتخطيط. ومع الأسف، فمن بين 1,500 أو أكثر من البراكين النشطة في العالم، جار حالياً رصد بضع مئات منها فقط كما ينبغي. ونتيجة لذلك، ربما تشكّل بركان هائل يوشك على الاندلاع في جبال الإنديز النائية أو في أحراش إندونيسيا، وقد لا نعلم بوجوده إلا بعد فوات الأوان. وعلى الرغم من أن ذلك ليس بالمستغرب، بالنظر إلى وقوع كارثة بركانية كل 50,000 سنة في المتوسط، فلم تفكر أي حكومة في كيفية ضمان بقاء شعبها خلال فترة التجمّد العالمي وفشل الحصاد المحتم الذي سيتبع الثوران الفائق التالي. ربما يُستحسن أن نبدأ بتخزين معلبات الطعام هذه بعد كل شيء – تحسباً للظروف.
تشريح بركان يلوستون
كتلة الصهارة في هذا البركان الهائل تحرك الأرض
في أعماق الأرض أسفل متنزه يلوستون، ترتفع حرارة الصهارة البازلتية الساخنة الناجمة عن ذوبان إصبع صاعد من وشاح الأرض فتصهر الصخور الغرانيتية التي تشكّل القشرة فوقها. تتراكم الكتلة الناتجة المؤلفة من صهارة الريوليت Rhyolite اللزجة والغنية بالغازات في مستودع عملاق، والذي تُطلق منه على السطح دورياً. هذا الريوليت هو ما يغذي الثورات الفائقة والتدفقات الأصغر من الصهارة. فيما بين الثورات البركانية، تزيد الحركة الجوفية للصهارة والمياه الجوفية الساخنة من الانتفاخ الأرضي وتحفّز اندلاع سلاسل من الزلازل المتوالية.
1 الصهارة MAGMA
الصهارة البازلتية الساخنة المتصاعدة من الوشاح المغلف لكوكبنا تصهر القشرة الأرضية.
2 مستودع RESERVOIR
يحتوي مستودع يلوستون للصهارة على كميات هائلة من صهارة الريوليت اللزجة.
3 نوافير حارة GEYSERS
النوافير الحارة والينابيع الجياشة مدفوعة بالحرارة الشديدة المنبعثة من الصهارة القريبة من أسفل.
4 التمدد القشري CRUSTAL STRETCHING
تتسبب الصهارة الصاعدة في تشوه أجزاء القشرة الأرضية المجاورة.
5 الصدوع الجيولوجية GEOLOGICALFAULTS
تحدد هذه حواف الكالديرا المنهارة.
6 القباب DOMES
تشير إلى المواقع التي تسربت فيها الحمم البركانية خلال بعض أحدث الأنشطة البركانية.
بقلم: بيل ماغواير
