ماذا تعرف عن البركانِِِِ

نظرة سريعة على البراكين

يعتبر البركان ناتجا مباشرا من نواتج النشاطات النارية التي تحدث في باطن الأرض ويمكننا وصفه بأنه مكان يحدث به فوهة أو شق تنطلق منها المواد المصهورة الحارة مع ما يصاحبها من بخار وغازات وحمم ورماد بركاني ونتيجة لاندفاع هذه المواد وتجمعها وتراكمها تتكون كتلة مخروطية الشكل وقد تأخذ مع مرور الزمن اشكال الجبال البركانية والتلال المخروطية . وتنقسم البراكين الموجودة في العالم إلى ثلاثة أنواع براكين نشيطة وبراكين هامدة وأخرى تعطي دخانا وأبخرة. وسنتعرف خلال تحقيقنا هذا على اشهر البراكين وأخطرها وسنجول في أروقة العالم البركاني علنا ندرك حجم وكبر هذا العالم ومدى أهميته وخطورته في نفس الوقت.

أجزاء البركان :
1- جبل مخروطي الشكل:
يتركب من حطام صخري أو لافا متصلبة. وهي المواد التي يقذفها البركان من فوهته وكانت كلها أو بعضها في حالة منصهرة.

2- فوهة: وهي عبارة عن تجويف مستدير الشكل تقريبا في قمة المخروط ، يتراوح اتساعه بين بضعة آلاف من الأمتار. وتنبثق من الفوهة على فترات غازات وكتل صخرية وقذائف وحمم ومواد منصهرة (لافا) وقد يكون للبركان أكثر من فوهة ثانوية إلى جانب الفوهة الرئيسية

3-المدخنة أو القصبة : وهي قناة تمتد من قاع الفوهة إلى أسفل حيث تتصل بفرن الصهر في قاع الأرض . وتندفع خلالها المواد البركانية إلى الفوهة. وتعرف أحيانا بعنق البركان.

وبجانب المدخنة الرئيسية ، قد يكون للبركان عدة مداخن تتصل بالفوهات الثانوية.

أنواع المواد البركانية:

يخرج من البراكين حين ثورانها حطام صخري صلب ومواد سائلة .

1- الحطام الصخري:
ينبثق نتيجة للانفجارات البركانية حطام صخري صلب مختلف الأنواع والأحجام عادة في الفترة الأولى من الانفجارات البركانية . وينشأ الحطام الصخري من القشرة المتصلبة التي تنتزع من جدران العنق نتيجة لدفع اللافا والمواد الغازية المنطلقة من الصهير بقوة وعنف ويتركب الحطام الصخري من مواد تختلف في أحجامها منها الكتل الصخرية ، والقذائف والجمرات ، والرمل والغبار البركاني .

2-الغازات:

تخرج من البراكين أثناء نشاطها غازات وبخار الماء ، وهو ينبثق بكميات عظيمة مكونا سحب هائلة يختلط فيها الغبار والغازات الأخرى. وتتكاثف هذه الأبخرة مسببة الأمطار الغزيرة التي تتساقط حول محيط البركان. ويصاحب الانفجارات سقوط الأمطار وحدوث أضواء كهربائية تنشأ من احتكاك حبيبات الرماد البركاني ببعضها ونتيجة للاضطرابات الجوية، وعدا الأبخرة المائية الشديدة الحرارة ، ينفث البركان غازات متعددة أهمها الهيدروجين والكلورين والكبريت والنتروجين والكربون والأوكسجين.

3- اللافا:

هي كتل سائلة تلفظها البراكين ، وتبلغ درجة حرارتها بين 1000 م و 2400م . وتنبثق اللافا من فوهة البركان ، كما تطفح من خلال الشقوق والكسور في جوانب المخروط البركاني، تلك الكسور التي تنشئها الانفجارات وضغط الكتل المنصهرة ، وتتوقف طبيعة اللافا ومظهرها على التركيب الكيماوي لكتل الصهير الذي تنبعث منه وهي نوعان:

أ‌- لافا خفيفة فاتحة اللون:
وهذه تتميز بعظم لزوجتها ، وتكون بطيئة التدفق ومثلها اللافا التي انبثقت من بركان بيلي ( في جزر المرتنيك في البحر الكاريبي ) عام 1902 فقد كانت كثيفة لزجة لدرجة أنها لم تقوى على التحرك ، وأخذت تتراكم وترتفع مكونة برج فوق الفوهة بلغ ارتفاعه نحو 300 م ، ثم ما لبث بعد ذلك أن انكسرت وتحطمت نتيجة للانفجارات التي أحدثها خروج الغازات .

ب- لافا ثقيلة داكنة اللون:

وهي لافا بازلتية ، وتتميز بأنها سائلة ومتحركة لدرجة كبيرة، وتنساب في شكل مجاري على منحدرات البركان، وتنبثق هذه اللافا من كسور وشقوق عظيمة الامتداد ومن ثم تنتشر فوق مساحات هائلة مكونة هضاب فسيحة ، ومثلها هضبة الحبشة وهضبة الدكن بالهند وهضبة كولومبيا بأمريكا الشمالية.

أشكال البراكين:

1- براكين الحطام الصخري:

يختلف شكل المخروط البركاني باختلاف المواد التي يتركب منها . فإذا كان المخروط يتركب كليا من الحطام الصخري ، فإننا نجده مرتفعا شديد الانحدار بالنسبة للمساحة التي تشغلها قاعدته . وهنا نجد درجة الانحدار تبلغ 30 درجة وقد تصل أحيانا إلى 40 درجة مئوية وتنشأ هذه الأشكال عادة نتيجة لانفجارات بركانية . وتتمثل في جزر إندونيسيا.

-2البراكين الهضبية:

وتنشأ نتيجة لخروج اللافا وتراكمها حول فوهة رئيسية ولهذا تبدو قليلة الارتفاع بالنسبة للمساحة الكبيرة التي تشغلها قواعدها . وتبدو قممها أشبه بهضاب محدبة تحدبا هينا ومن هنا جاءت تسميتها بالبراكين الهضبية وقد نشأت هذه المخاريط من تدفق مصهورات اللافا الشديدة الحرارة والعظيمة السيولة والتي انتشرت فوق مساحات واسعة وتتمثل هذه البراكين الهضبية أحسن تمثيل في براكين جزر هاواي كبركان مونالوا الذي يبلغ ارتفاعه 4100 م وهو يبدو أشبه بقبة فسيحة تنحدر انحداراً سهلاً هينا.

3- البراكين الطباقية:

البراكين الطباقية نوع شائع الوجود ، وهي في شكلها وسط النمطين السابقين وتتركب مخروطاتها من مواد الحطام الصخري ومن تدفقات اللافا التي يخرجها البركان حين يهدأ ثورانه.

وتكون اللوافظ التي تخرج من البركان أثناء الانفجارات المتتابعة طبقات بعضها فوق بعض ، ويتألف قسم منها من مواد خشنة وقسم آخر من مواد دقيقة ، وبين هذا وذاك تتداخل اللافا في هيئة أشرطة قليلة السمك. ومن هذا ينشأ نوع من الطباقية في تركيب المخروط ويمثل هذا الشكل بركان مايون أكثر براكين جزر الفليبين نشاطا في الوقت الحاضر.

كيف يحدث الانفجار البركاني؟
طبقات الأرض تشبه إلى حد كبير التفاحة

ولفهم كيفية حدوث الانفجارات البركانية لا بد أولا من فهم تكوين الكرة الأرضية، ولو تخيلنا الكرة الأرضية في شكل قطاع يتشابه مع شكل قطاع في تفاحة، فالكرة الأرضية لها قشرة خارجية ولب داخلي، وما بين هذا وذاك الدثار mantle أو الوشاح، وعند تجمع ظروف معينة ترتفع درجة الحرارة لدرجة انصهار الصخور عند أعلى طبقة من الوشاح مكونة ما يسمى بالصهارة magma.

حين تحدث عملية الانصهار هذه، وبسبب فروق الكثافة بين الصخور المنصهرة والصخور المتجمدة من حولها، تتصاعد الصهارة إلى أعلى كلما وجدت لنفسها منفذا، وتستمر الصهارة في الصعود إلى أعلى إلى أن تتجمع في تجويفات أرضية تقع تحت القشرة الأرضية مباشرة، وتدعى magma champers.

وبارتفاع ضغط الصهارة على مناطق الضعف التي تعلوها في القشرة الأرضية، إلى الحد الذي لا تحتمل معه هذه المناطق مزيدا من الضغط، تحدث شقوق في القشرة الأرضية أو تُفتح شقوق قديمة.

وتندفع الصهارة إلى أعلى، وحينما تصل إلى سطح اليابسة، أو سطح قاع المحيط، تسيل مكونة ما يعرف بالحمم البركانية lava وهي كلمة أصلها عربي "اللابة".

ولسيلان الحمم البركانية أشكال عدة، من أشهرها المخاريط البركانية conical volcanoes.

ولا يأخذ خروج اللافا عند اندفاعها من فوهة البركان crater شكل السيلان في بداية الأمر، وإنما يأخذ شكل انفجار، ويحدث هذا الانفجار بسبب ارتفاع الضغط البخاري للغازات الذائبة داخل الصهارة، وهو ما يؤدي إلى نشر سحب من الرماد البركاني قد تغطي مئات الأميال، وسيلان للحمم قد يصل إلى عدة أميال، ثم ما تلبث أن تقل سرعة سيلانها مع الوقت.

ولكن ما الذي يؤدي إلى تكوين الصهارة أو انصهار الصخور؟ والإجابة تقتضي العودة إلى تكوين الأرض، حيث تكوّن قشرة الأرض Earth’s Crust مع الوشاح الأعلى من أوشحة الأرض uppermost Mantle ما يعرف بالغلاف الصخري للأرض lithosphere، ويحيط هذا الغلاف الصخري بعدد من النّطاقات الداخلية التي تترتب من الخارج إلى الداخل كالتالي:

- نطاق الضعف الأرضي Asthenosphere أسثينوسفير، ويمثل النطاق الفوقي من الوشاح Upper Mantle، وحالته مائعة، لزجة، شبه منصهرة.

- الوشاحان: الأوسط والأدنى Middle and Lower Mantle ويتكونان من مادة صلبة، ذات كثافة عالية.

- اللب الخارجي للأرض Outer Core، ويتكون من مواد سائلة تتركب أساسًا من الحديد والنيكل وقليل من الكبريت أو السيليكون. ويسمى اللب السائل أو المائع Liquid or fluid core.

- اللب الداخلي للأرض Inner core، وهو عبارة عن كرة مصمتة من الحديد والنيكل، وتسمى اللب الصُّلب للأرض Solid core .

وما دمنا نتحدث عن سبب البراكين فإن آخر ما يعنينا من هذه الأغلفة هو الوشاح الفوقي أو the upper mantle، حيث اكتشف العلماء أن سطح الأرض مقسم إلى سبعة ألواح رئيسية وبعض الألواح الصغيرة، وتتحرك هذه الألواح فيما بينها بالتقارب أو التباعد أو تتحرك جنبا إلى جنب.

ومما يساعد هذه الطبقة على الحركة وجود طبقة الآسثنوسفير المائعة تحتها، مما يعطي الغلاف الصخري الفرصة على الانزلاق فوقها، وهذه العملية تمثل قوام نظرية الألواح التكتونية plate techtonics.

وينشئ عن حركة هذه الألواح ارتفاع درجة الحرارة إلى حد انصهار الصخور، وتكوين الصهارة، وصعودها أو انفجارها على شكل بركان، ومن ثم ارتبطت مناطق التقاء هذه الألواح بثورة البراكين.

فعندما يتحرك لوحان متقابلان نحو بعضهما، يغوص أحد اللوحين تحت الآخر داخل طبقة الوشاح نتيجة فروق الكثافة بين اللوحين، والاحتكاك الناتج من حركة هذه الألواح ذات الأوزان المهولة يكفي لارتفاع درجة الحرارة إلى الحد الذي أشرنا إليه.

وينشأ أيضا نتيجة غوص لوح من ألواح الغطاء الصخري البارد ودخوله في الوشاح الساخن جدا حالة من عدم الاستقرار تؤدي إلى نشوء تيارات للحمل convection currents تصعد بالحرارة والصهارة من أسفل إلى أعلى، وهو ما يزيد من معدل تكوين الصهارة.

وعندما يتحرك لوحان متقابلان ليتباعدا عن بعضهما -وغالبا ما يكون ذلك تحت مياه المحيط- تتصاعد صخور طبقة الوشاح لسدّ الفجوة الناتجة عن تلك الحركة، مقللة بذلك من الضغوط الهائلة على تلك الطبقة؛ وهو ما يؤدي إلى انصهار صخورها، وتكوين الصهارة، التي ما إن تخترق القشرة الخارجية حتى تبدأ في التجمد وتملأ الفراغ بين اللوحين.

ولا تقف ثورة البراكين عند مناطق التقاء الألواح التكتونية فقط، وإنما لوحظ تدفق الصهارة من بين ألواح الليثوسفير حول الصدوع العميقة بها، حيث تتكون مادة مرتفعة الحرارة في الطبقات الداخلية من طبقة الوشاح، وترتفع إلى الطبقات الأعلى منها فتتسبب في انصهار الصخور المحيطة بها، وهو ما يؤدي إلى تكوين ما يسمى بالنقاط الساخنةthermal plumes أسفل القشرة الأرضية. وهي نظرية تعتمد على نشوء تيارات للحمل في هذه المناطق، يساعدها في ذلك الحرارة الناتجة من تحلل العناصر المشعة decay of radioactive minerals.

وفي حين أن النقطة الساخنة التي تكوّنت لا تتحرك من مكانها، فإن ألواح الليثوسفير تتحرك فوقها وهو ما ينشأ عنه تكوين سلسلة من البراكين التي ما أن تعبر تلك النقطة الساخنة إلا وتخمد وتهدأ. والمثال الأشهر لتكوين البراكين بهذه الطريقة هو جزر هاواي التي نشأت عن تدفق المادة البركانية من قاع المحيط فوق نقطة ساخنة، وبناء مخاريط ارتفعت إلى الحد الذي علت فيه سطح المحيط مكونة سلاسل من الجزر البركانية

البركان هو ذلك المكان الذي تخرج أو تنبعث منه المواد الصهيرية الحارة مع الأبخرة والغازات المصاحبة لها على عمق من والقشرة الأرضية ويحدث ذلك خلال فوهات أو شقوق . وتتراكم المواد المنصهرة أو تنساب حسب نوعها لتشكل أشكالا أرضية مختلفة منها التلال المخروطية أو الجبال البركانية العالية.
تعد إندونيسيا من أكثر الدول التي يوجد بها براكين 180 بركانا.

حمم بركانية

سجل التاريخ حدوث هزات أرضية قبل حدوث البراكين، حيث سبق حدوث انفجار هاواي نوعان من الهزات الأرضية نوع قريب من السطح لا يتعدى بعُد مركز الزلزال فيه عن 8 كيلومترات عن السطح، ونوع حدث على أعماق سحيقة على بعد 60 كيلومترا تحت سطح الأرض. وفي بعض الحالات سبقت الهزات انفجار البراكين بعدة سنوات ومثال تلك الهزات الأرضية التي استمرت 16 عاما قبل ثوران بركان فيزوف (79 ق.م) وكذلك الهزات الأرضية التي استمرت عدة سنوات قبل حدوث انفجار بركان كيلوا Kilau في هاواي. وفي هذا المجال قام (مركز رصد البراكين) في هاواي بعدة دراسات ميدانية حول هذه الظاهرة عام 1942 حيث سجل حدوث هزات أرضية عنيفة في مونالوا Maunaloa على أبعاد سحيقة من سطح الأرض تتراوح بين 40-50 كيلومترا. وفي 22 فبراير من تلك السنة حدثت هزات أرضية قريبة من السطح على جوانب الجبل في مناطق الشقوق فيه.
كانت هذه الهزات إنذارا لحدوث ثورة البركان التي حصلت على جوانب الجبل على ارتفاع 2500-3000م، بتاريخ 26 أبريل 1942. ولكن هل يمكن التنبؤ بصورة دقيقة بوقت حدوث النشاطات البركانية ؟
وللإجابة على هذا السؤال يجب ان نعرف أن علماء البراكين مازالوا يتريثون في تقديم أي تنبؤات أكيدة ودقيقة عن زمان ومكان حدوث مثل هذه الإنفجارات ورغم ذلك فإن هناك بعض الأحداث والشواهد التي يمكننا الاستدلال منها على احتمال ثوران البراكين وهي :

1- حدوث الزلازل التي قد تسبق ثوران البراكين بساعات او بسنين أحيانا. 2- التغيرفي صفات وسلوك الينابيع الحارة والفوارات الأرضية والفوهات والبحيرات البركانية . 3- التغير في قوة واتجاهات المجالات المغناطيسية للأرض. 4- زيادة الحرارة المنبعثة في المنطقة ويكن الإستدلال عليها من التصوير بالأشعة تحت الحمراء. 5- التحول في القوى الكهربائية المحلية. 6- السلوك المتوتر لدى بعض أنواع الحيوانات.

ومن الدراسات الحديثة في هذا المجال استخدامالأقمار الصناعية حيث يمكن بواسطتها استعمال جهاز قياس الميلTilt meter الذي يدلنا على تغير ميل التراكيب الجيولوجية نتيجة اندفاع الصهارة من اسفل إلى أعلى وحدوث تفلطح في المنطقة التي يبدأ يتكون فيها المخروط البركاني والذي تخرج منه الحمم.

إن الاهتمام العالمي بهذا الخصوص أدى إلى تأسيس معاهد تختص بدراسة الظواهر الفجائية مثل الإنفجارات البركانية ففي مدينة كامبردج في الولايات المتحدة معهد يضم نخبة من الباحثين وعلماء البراكين والجيولوجيا وتتصل به شبكات عالمية تزوده بالمعلومات حول الهزات الأرضية والثورانات البركانية وأي عوارض أخرى فجائية تحدث في القشرة الأرضية في أماكن مختلفة من العالم . ويتم مقارنة ودراسة هذه المعلومات أولا بأول للوصول إلى تصورات متكاملة حول هذا الموضوع.

التوزيع الجغرافي للبراكين

يُقدر عدد البراكين النشيطة بحوالي 600 بركان موزعة على سطح الأرض ، ويتركز معظمها في احزمة توازي تقريبا مناطق الشقوق والتكسرات والفوالق الطبيعية متوزعة بمحاذاة سلاسل الجبال حديثة التكوين غالبا. وهناك توزيعان كبيران للبراكين :

الأول: "دائرة الحزام الناري"، وتقع في المحيط الهادي. والثاني : يبدأ من منطقة بلوشستان إلى إيران، فآسيا الصغرى ، فالبحر الأبيض المتوسط ليصل على جزر آزور وكناري ويلتف إلى جبال الأنديز الغربية في الولايات المتحدة. وفيما يلي بعض أسماء البراكين في هذه المناطق:

منطقة المحيط الهادئ آلاسكا : 20 بركانا منها بركان كاتاماي Katamai ، وشيشالدين Shishaldin.
كندا : 5 براكين منها رانجل Wrangell .
الولايات المتحدة الأمريكية : 8 براكين ومنها راينر Rainier .
المكسيك: 10 براكين منها باريكوتين الذي ثار لأول مرة سنة 1934.
أمريكا الجنوبية : بركانان.
نيوزيلنده : 6 براكين .
جوانا الجديدة: 30 بركانا.
الفليبين : 20 بركانا.
اليابان : 40 بركانا.
منطقة محور البحر الأبيض المتوسطمن جهة الغرب إلى الشرق نجد البراكين التالية في هذه المنطقة :-
منطقة الأدرياتيك : 9 براكين ومنها جبل بيليه Pelee .
الآزور : 5 براكين .
الكناري :3 براكين .
إيطاليا : 15 بركانا ومنها بركان فيزوف وسترومبولي وفولكانو.
المنطقة العربية وآسيا الصغرى : 6 براكين .
منطقة الأخدود الأفريقيهاواي: 5 براكين
جزر جالاباجوس: 3 براكين .
آيسلندا : 27 بركانا.
أفريقيا الوسطى: 5 براكين.
أفريقيا الشرقية : 19 بركانا.

من الإحصائيات السابقة نلاحظ أن حوالي ثلاث أرباع براكين العالم تتوزع على حافة المحيط الهادي. ومع ان 80% من هذه البراكين تقع على الأجزاء اليابسة من القارات ، فإن هناك براكين عديدة تثور في قاع المحيطات.

إحصائيات الكوارث البركانية: اشهر الكوارث البركانية

البركان الوفيات المكان السنة بركان فيزوف 16000 بومبي هيركولانيوم 79 ق.م بركان إتنا 15.000 صقلية 1169 إتنا لمدة 40 يوما 20.000 صقلية 1669 جبل هيكلا 9.000 آيسلنده 1783 تامبورو 90.000 اندونيسيا 1815 كراكاتو 40.000 إندونيسيا 1883 مونت بيليه 40.000 المارتينيك 1902 جبل كيلود 3.000 جاوه 1919

منوعات بركانية :

1. حصلت اكبر ثورة بركانية في التاريخ في تامبورا Tambora في جزيرة سامباوا بإندونيسيا يوم 5-7 أبريل 1815 حيث قدرت حجم النواتج البركانية المقذوفة بحوالي 80 كم2 والطاقة الناتجة عنه بحوالي 8.4*10(26) إرغ. وتكونت له فوهة قطرها 11 كم وقتل بسبب ثورته 90.000 نسمة. 2. أطول مسافة قطعتها الحمم البركانية كانت 70كم ناتجة عن بركان لاكي Laki جنوب شرق آيسلندا عام 1873. 3. حدث اعظم انفجار بركاني في 27 أغسطس 1883 في جزيرة كراكاتو الواقعة بين سومطرة وجاوه وقضى على 163 قرية وقتل حوالي 40.000 نسمة وتدفقت الحمم لعلو 55 كم واندفع الغبار البركاني ليقطع مسافة 5330 كم خلال عشرة أيام. 4. اوسع فوهة بركانية هي فوهة بركان توبا Toba في جزيرة سومطرة مساحتها 1775 كم3. يقال أن اسم ((بركان)) يرجع إلى الإله ((فولكان)) إله النار والحدادة عند الرومان حيث كانوا يعتقدون ان الجبل الذي يشرف على خليج نابولي في إيطاليا ما هو إلا مدخنة لأتون كبير يوقده هذا الإله.