يعد جبل إتنا في صقلية بإيطاليا، أكثر البراكين نشاطا في أوروبا، لكن المجتمع العلمي واجه صعوبة في تفسير كيفية تشكله لأن النماذج الجيولوجية التقليدية لا يمكن تطبيقها بشكل كامل على هذا البركان. يقترح أحدث بحث من جامعة لوزان فرضية جديدة، بحجة أن إتنا قد لا ينتمي إلى البراكين المألوفة في حدود الصفائح، أو براكين منطقة الاندساس أو براكين النقاط الساخنة، ولكنه يشبه نوعًا خاصًا من البراكين النادرة "البقعة الصغيرة".
يقع جبل إتنا على الساحل الشرقي لجزيرة صقلية. لها تاريخ من النشاط لأكثر من 500000 سنة. ويبلغ ارتفاعه أكثر من 3000 متر ويثور عدة مرات كل عام. إنه أحد البراكين الأكثر مراقبة بشكل مكثف في العالم. على الرغم من ذلك، لا تزال أصولها مفهومة جزئيًا فقط: لا يمكن لأي من آليات الاشتعال الرئيسية الثلاثة، وهي تقسيم الصفائح والاندساس والنقاط الساخنة داخل الصفائح، أن تفسر بشكل كامل مصدر الصهارة وخصائصها الكيميائية.
نشر فريق بحث من جامعة لوزان، بالتعاون مع آنا روزا كورسارو من فرع كاتانيا بالمعهد الوطني الإيطالي للجيوفيزياء وعلم البراكين (INGV)، بحثًا في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة، يقترح أن الصهارة في جبل إتنا لم تتولد عن ذوبان واسع النطاق في الوشاح قبل الثوران، ولكن تم تجديدها باستمرار من خلال "مخزون" صغير من الصهارة الموجودة مسبقًا في الوشاح العلوي على مدار فترة زمنية طويلة. فترة طويلة من الزمن. تتراكم هذه الصهارة في الجزء العلوي من الوشاح العلوي على بعد حوالي 80 كيلومترًا من السطح، ثم ترتفع بشكل متقطع إلى الأعلى بسبب الضغط التكتوني.
بشكل عام، يمكن تصنيف تكوين البراكين تقريبًا إلى ثلاث فئات: أولاً، عند حدود تمزق الصفائح مثل تلال منتصف المحيط، يسمح انفصال الصفائح للوشاح الصاعد بفك الضغط والذوبان، وتشكيل قشرة محيطية جديدة؛ ثانيًا، في مناطق الاندساس، تحمل صفائح القشرة المحيطية المنغمسة للأسفل الماء الموجود في الحزام مما يقلل من نقطة انصهار الوشاح المغطي، مما يؤدي إلى ذوبان وإنشاء براكين متفجرة مثل جبل فوجي في اليابان؛ ثالثًا، داخل الصفيحة، تشكل أعمدة الوشاح الساخنة بشكل غير طبيعي نقاطًا ساخنة، مما يؤدي إلى إنشاء سلاسل جزر بركانية مثل هاواي وريونيون.
ومع ذلك، فإن إتنا "لا يبدو مثل أي إجابة قياسية". وعلى الرغم من قربها من منطقة الاندساس، إلا أن تركيبها الكيميائي الصخري أقرب إلى البراكين الساخنة؛ ولكن تحتها لا يوجد دليل واضح على وجود مناطق ساخنة في الوشاح مثل هاواي. تشير الدراسة الجديدة إلى أن ما هو غير عادي في إتنا هو أن الصهارة التي يستهلكها ليست "منصهرة طازجة" لكل ثوران، ولكنها تنبثق من جيب ذوبان صغير الحجم موجود في الوشاح العلوي.
ويعتقد فريق البحث أن الخلفية التكتونية غير العادية هي أحد العوامل الرئيسية: تستمر الصفيحة الأفريقية والصفيحة الأوراسية في الاصطدام في هذه المنطقة، مما يتسبب في انحناء الصفيحة القريبة من منطقة الاندساس، وتشكيل سلسلة من الشقوق ومناطق الضعف على اللوحة. عندما تنحني اللوحة ببطء، تشبه هذه الشقوق القنوات التي تنشأ عند الضغط على إسفنجة مضغوطة، مما يسمح للصهارة الموجودة في الوشاح العلوي بالارتفاع على دفعات على طول الشقوق وبناء براكين كبيرة الطبقات على السطح.
وبناءً على هذه الفكرة، اقترح الباحثون أن إتنا قد ينتمي إلى نوع من "البركان الرابع" الذي لم يتم التعرف عليه إلا منذ عام 2006 - وهو نسخة برية مكبرة من بركان micropoint. إن ما يسمى بالبراكين الصغيرة هي نوع من البراكين البحرية الصغيرة التي اكتشفها العلماء اليابانيون في منطقة الانحناء لصفيحة أعماق البحار. يُظهر وجودها أن هناك بالفعل جيوبًا من الصهارة متناثرة في الجزء العلوي من الوشاح العلوي، والتي يمكن "فك ضغطها" وتحويلها إلى براكين في ظل الظروف التكتونية المناسبة.
وأشار سيباستيان بيليت، المؤلف الأول للورقة البحثية والأستاذ في كلية علوم الأرض والبيئة بجامعة لوزان، إلى أن آلية تكوين إتنا تشبه بشكل لافت للنظر تلك الموجودة في هذه البراكين البحرية الصغيرة، ولكن يتم تضخيم المقياس إلى مستوى مختلف تمامًا. في الماضي، كان ارتفاع البراكين الصغيرة التي لوحظت في قاع البحر لا يتجاوز بضع مئات من الأمتار، ولكن إتنا هو بركان طبقي نموذجي واسع النطاق. بدأت نشاطها منذ حوالي 500 ألف سنة، وهي الآن على ارتفاع أكثر من 3000 متر فوق مستوى سطح البحر. إنه عملاق.
ولاختبار هذه الفرضية الجديدة، أجرى فريق البحث تحليلًا منهجيًا لعينات الصخور من جبل إتنا خلال تطوره الذي دام حوالي 500 ألف عام، وتتبع التغيرات طويلة المدى في التركيب الكيميائي للحمم البركانية. تظهر النتائج أن البصمة الكيميائية لصهارة إتنا مستقرة نسبيًا، حتى مع تطور البيئة التكتونية المحيطة بها على مدار التاريخ الجيولوجي الطويل. وهذا يدل على أن منطقة المصدر التي تزود الصهارة كانت موجودة في الوشاح العلوي لفترة طويلة، وترتبط التغيرات في شدة الثوران وحجمه بشكل أساسي بحركة الصفائح والتغيرات في قنوات الكسر الناجمة عنها، وليس التغيرات الجذرية في مصدر الصهارة العميق نفسه.
وبناءً على ذلك، اقترح الباحثون أن إتنا يشبه إلى حد كبير أنبوب "تسريب" طويل المدى، والذي يقود باستمرار الصهارة في الطبقة المنخفضة السرعة من الوشاح العلوي إلى السطح، وبالتالي يحافظ على أنشطته البركانية المتكررة بشكل غير طبيعي. يؤكد نموذج "خط أنابيب التسرب" بشكل متبادل وجهة نظر أكياس الصهارة في الوشاح العلوي التي تنعكس في البراكين ذات النقاط الدقيقة، مما يوفر إطارًا نظريًا جديدًا لفهم أصل البراكين في البيئات التكتونية المختلفة حول العالم.
ولا يساعد هذا البحث في إعادة تحديد موقع إتنا في خريطة تصنيف البراكين فحسب، بل يقدم أيضًا أفكارًا جديدة لتقييم مخاطر نشاطه المستقبلي. من خلال توصيف أكثر دقة لعمق وحجم وطرق تجديد خزانات الصهارة، من المتوقع أن يقدم باحثو INGV في كاتانيا معايير أكثر واقعية في مراقبة البركان وتقييم الكوارث، وبالتالي تحسين قدرات الإنذار المبكر لهذا البركان الفائق "المفتوح عادة".