حتى خلال فترة السكون الهادئة، يمكن أن يصبح البركان نشطًا بسرعة، ويمكن أن تشكل ثوراناته تهديدات غير معروفة للمنطقة المحيطة. درس الباحثون بركان ثيومادور لفهم كيف اندلع البركان الخامد لفترة طويلة فجأة. توفر نتائجهم حول التركيب الكيميائي والمعدني للصهارة رؤى قيمة حول إعادة تنشيط البراكين والتنبؤ بالثوران، مما يسلط الضوء على المخاطر المحتملة للبراكين غير النشطة.
هل تثور البراكين بعد سكونها عشرات الآلاف من السنين؟ إذا كان الأمر كذلك، كيف تفسر ذلك؟ ما الذي يجعل الانفجار البركاني أكثر خطورة، أي متفجرا؟ هذه هي الأسئلة الرئيسية في تقييم المخاطر البركانية، ويمكن أيضا أن تلفت الانتباه إلى البراكين التي تبدو غير نشطة. حتى خلال فترات السكون الهادئ، يمكن أن تصبح البراكين نشطة بسرعة، ويمكن أن تشكل ثوراناتها تهديدات غير معروفة سابقًا على المنطقة المحيطة. يساعد البحث الجديد الذي أجراه العلماء المجريون في الكشف عن العلامات التي تسبق مثل هذا الانفجار البركاني.
قام فريق من المعهد المجري للجغرافيا وعلوم الأرض ومجموعة أبحاث علم البراكين التابعة لـ HUN-REN-ELTE، بالتعاون مع علماء أوروبيين آخرين، بدراسة Ciomadul، أصغر بركان في منطقة الكاربات-بانونيا.
استخدموا بيانات شاملة عالية الدقة عن التركيب المعدني والتركيب الكيميائي لتحديد ظروف تطور الصهارة، وإعادة بناء هيكل غرفة الصهارة تحت البركان، وتحديد خصائص الطين المقيم وإعادة تغذية الصهارة التي تسببت في الانفجار البركاني، وشرح سبب سيطرة الانفجارات على الفترة النشطة الأخيرة من النشاط البركاني.
ثيومادور: بركان نموذجي خامد طويل الأمد
استخدم الفريق سابقًا علم التاريخ الجغرافي U-Th-Pb-He لبلورة صغيرة، الزركون، للكشف عن تاريخ ثوران بركان ثيومادور. وأكد البروفيسور زابولكس هارانجي، قائد المشروع البحثي: "في حياة هذا البركان التي تبلغ ما يقرب من مليون عام، كانت هناك عدة فترات طويلة من السكون، ولكن حتى بعد عشرات الآلاف من السنين من السكون، وأحيانًا أكثر من 100000 عام، بدأت الانفجارات البركانية مرة أخرى!"
حدث النشاط البركاني الأكثر أهمية منذ 160 ألف عام، حيث حدث قذف قبة الحمم البركانية منذ 160 ألف إلى 95 ألف عام، ثم بعد أكثر من 30 ألف عام من السكون، استؤنفت الانفجارات البركانية منذ 56 ألف عام.
تدرس باربرا سيريب، طالبة الدكتوراه في Eötvös Eötvös Eötvös، منتجات الانفجارات الأحدث: "لقد تشكلت من خلال ثورانات أكثر خطورة وتفجرًا مقارنة بالفترات النشطة السابقة. لذلك من المهم فهم أسباب هذا التغيير في أنماط الثوران!" حدث الثوران الأخير قبل 30 ألف سنة، ومنذ ذلك الحين أصبح البركان خامدًا مرة أخرى. "
إن أسباب الانفجارات البركانية والعمليات التي تتحكم في كيفية ثورانها مخفية في الصخور التي تكونت أثناء النشاط البركاني. ويمكن الكشف عن هذه الأسباب من خلال الدراسة التفصيلية للمعادن التي تتكون منها الصخور. وحدد الفريق التركيب الكيميائي لجميع المراحل المعدنية في حجر الخفاف الذي تشكل أثناء الانفجارات البركانية منذ ما بين 56 إلى 30 ألف عام، بدقة عالية عادةً من القلب إلى حافة البلورة.
ثم قاموا بتقييم نقدي لنتائج الطرق المختلفة لحساب درجة حرارة التبلور، والضغط، وحالة الأكسدة والاختزال، وتكوين الذوبان، ومحتوى الرطوبة الذائبة لتحديد ظروف الصهارة وتحديد كيفية دمج هذه البلورات في الصهارة المتفجرة. وهذا يساعد في الكشف عن بنية أنظمة خزان الصهارة، والعمليات التي تؤدي إلى الانفجارات، وأسباب الانفجارات الانفجارية.
مفتاح الانفجارات المتفجرة
الرقم الرئيسي في هذه الدراسة البوليسية للنفط هو معدن يسمى الأمفيبول. تشرح باربرا سيريب: "يمكن للعديد من العناصر الدخول إلى الشبكة البلورية للأمفيبول، ولكن يتم التحكم بشدة في استبدال العناصر من خلال الظروف المنصهرة. ويختلف التركيب الكيميائي للأمفيبول في خفاف Ciomadul بشكل كبير حتى داخل عينة واحدة. وتمثل بعض الأمفيبول خزانًا للصهارة منخفض الحرارة وشديد التبلور على أعماق تتراوح بين 8 و12 كيلومترًا، ولكن تم نقل معظم الأمفيبول إلى خزان الصهارة الضحل هذا بواسطة الصهارة ذات درجة الحرارة العالية تغذيها من أعماق أعمق."
"مقارنة بفترة الثوران الأخيرة التي شكلت قبة الحمم البركانية، تحمل هذه الصهارة الممتلئة حديثًا أمفيبولًا بتركيبة فريدة، أي أن هذه الصهارة مختلفة قليلاً، وهو ما قد يكون سببًا مهمًا وراء تحول الثوران إلى بركان متفجر." وأضاف سيريب: "لقد وجدنا العديد من الأمفيبولات التي لم يتم الإبلاغ عن تركيبها الكيميائي في الصخور البركانية من البراكين الأخرى. وقد فسروا هذا الأمفيبول على أنه مرحلة تبلور مبكرة للصهارة الفائقة الماء. وربما لعبت هذه الصهارة الغنية بالمياه دورًا رئيسيًا في إحداث الانفجارات الانفجارية".
توفر الحافة الخارجية للبلورة وتكوين أكاسيد الحديد والتيتانيوم معلومات حول ظروف الصهارة قبل الانفجار. "عندما تتغير ظروف الصهارة، يصل تكوين أكاسيد الحديد والتيتانيوم إلى التوازن في غضون أيام قليلة؛ ويظهر أن الصهارة المتفجرة كانت درجة حرارتها 800-830 درجة مئوية وتم أكسدتها"، قال باحث ما بعد الدكتوراه ماتي زيمريدي، وهو مؤلف رئيسي آخر للدراسة.
حاليًا، لا يُظهر بركان ثيومادور أي علامات على الاستيقاظ. ومع ذلك، تشير الدراسة أيضًا إلى أن إعادة التنشيط يمكن أن تحدث بسرعة، خلال أسابيع أو أشهر، إذا تم تغذيتها بالصهارة المائية الساخنة. تعد دراسات الصخور البركانية الكمية مهمة جدًا لإعادة بناء هيكل خزانات الصهارة وظروف تخزين الصهارة تحت البراكين، مما يساعدنا أيضًا على التنبؤ بالانفجارات البركانية وفهم الإشارات بشكل أفضل قبل الانفجارات البركانية.
وأشار زابولكس هارانجي إلى أن "حداثة هذه الدراسة هي أنها أجريت على بركان خامد لفترة طويلة، وبالتالي يحظى باهتمام دولي متزايد. وهذا يساعد على تسليط الضوء على أنه، بالإضافة إلى 1500 أو نحو ذلك من البراكين النشطة على الأرض، يمكن للبراكين الخاملة أيضًا أن تشكل مخاطر لم يتم التعرف عليها سابقًا، خاصة إذا كانت لا تزال هناك صهارة منصهرة تحت البركان".
تم التجميع من: سايتك ديلي