ثوران بركاني غزير

الانفجار البركاني الانسيابي هو نوع من الانفجارات البركانية حيث تتدفق الحمم البركانية بشكل مطرد من البركان إلى الأرض.

توجد مجموعتان رئيسيتان من الثورات البركانية: الانسيابية والانفجارية. ^{[ 1 ]} يختلف الثوران الانسيابي عن الثوران الانفجاري ، حيث تتفتت الصهارة بعنف وتُقذف بسرعة من البركان. تكثر الثورات الانسيابية في الصهارة البازلتية، ولكنها تحدث أيضًا في الصهارة المتوسطة والفلسية . تُشكّل هذه الثورات تدفقات حمم بركانية وقبابًا بركانية ، يختلف كل منها في الشكل والطول والعرض. ^{[ 2 ]} في أعماق القشرة الأرضية، تذوب الغازات في الصهارة بسبب الضغوط العالية، ولكن عند الصعود والثوران، ينخفض ​​الضغط بسرعة، وتبدأ هذه الغازات بالانفصال عن الصهارة. يكون الثوران البركاني انسيابياً عندما تكون الصهارة المتدفقة فقيرة بالمواد المتطايرة (الماء، ثاني أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكبريت ، كلوريد الهيدروجين، وفلوريد الهيدروجين)، مما يحد من تفتتها، وينتج عنه صهارة متدفقة تنسكب من فوهة البركان إلى المنطقة المحيطة. ^{[ 1 ]} يتحدد شكل تدفقات الحمم البركانية الانسيابية بنوع الحمم (أي تركيبها )، ومعدل الثوران ومدته، وتضاريس المنطقة المحيطة. ^{[ 3 ]}

لكي يحدث ثوران بركاني انسيابي، يجب أن تكون الصهارة نفاذة بدرجة كافية تسمح بخروج فقاعات الغاز الموجودة بداخلها. إذا لم تتجاوز نفاذية الصهارة عتبة معينة، فلن تتمكن من إطلاق الغازات وستنفجر بشكل انفجاري. بالإضافة إلى ذلك، عند عتبة معينة، يمكن أن يتسبب التفتت داخل الصهارة في حدوث ثوران انفجاري. تُحدد هذه العتبة بواسطة رقم رينولدز ، وهو رقم لا بُعدي في ديناميكا الموائع يتناسب طرديًا مع سرعة المائع . تكون الثورات انسيابية إذا كانت سرعة صعود الصهارة منخفضة. عند معدلات صعود أعلى للصهارة، يتجاوز التفتت داخلها عتبة معينة ويؤدي إلى ثورات انفجارية. ^{[ 4 ]} تُظهر الصهارة السيليسية أيضًا هذا الانتقال بين الثورات الانسيابية والانفجارية، ^{[ 5 ]} ولكن آلية التفتت تختلف. ^{[ 4 ]} أظهر كل من ثوران نوفاروبتا عام 1912 وثوران سترومبولي عام 2003 انتقالاً بين نمطي الثوران الانفجاري والتدفقي. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

تُعدّ الصهارة البازلتية أكثر أنواع الصهارة شيوعًا في الانفجارات البركانية الانسيابية، نظرًا لعدم تشبّعها بالماء وانخفاض لزوجتها. ويُعرفها معظم الناس من الصور الكلاسيكية لأنهار الحمم البركانية في هاواي. غالبًا ما تتأرجح ثورات الصهارة البازلتية بين نمطي الانفجار والاندفاع. ويعتمد سلوك هذه الانفجارات بشكل كبير على نفاذية الصهارة ومعدل صعودها. أثناء الثوران، تنفصل الغازات المذابة وتبدأ بالصعود من الصهارة على شكل فقاعات غازية. ^{[ 7 ]} إذا كان صعود الصهارة بطيئًا بما يكفي، فسيكون لهذه الفقاعات الوقت الكافي للصعود والهروب، تاركةً وراءها صهارة أقل كثافة تتدفق بانسيابية. تبرد تدفقات الحمم البازلتية الانسيابية لتتحول إلى أحد شكلين: ʻaʻā أو pāhoehoe . ^{[ 8 ]} هذا النوع من تدفق الحمم البركانية يبني البراكين الدرعية ، والتي هي، على سبيل المثال، كثيرة في هاواي ، ^{[ 9 ]} وهي الطريقة التي تشكلت بها الجزيرة وما زالت تتشكل بها حاليًا.

تنفجر الصهارة السيليسية عادةً بشكل انفجاري، ولكنها قد تنفجر أيضًا بشكل انسيابي. ^{[ 10 ]} هذه الصهارة مشبعة بالماء، ^{[ 11 ]} وأكثر لزوجة بكثير من الصهارة البازلتية، مما يجعل عملية إطلاق الغازات وانتشارها أكثر تعقيدًا. يلعب إطلاق الغازات قبل الانفجار، عبر الشقوق في الصخور المحيطة بحجرة الصهارة، ^{[ 12 ]} دورًا هامًا. يمكن أن تبدأ فقاعات الغاز بالهروب عبر هذه الشقوق الصغيرة وتخفيف الضغط، وتظهر على السطح على شكل فتحات غاز كثيف. ^{[ 13 ]} سرعة صعود الصهارة هي العامل الأهم الذي يحدد نوع الانفجار. لكي تنفجر الصهارة السيليسية بشكل انسيابي، يجب أن تتراوح سرعة الصعود بين 10⁻⁵ ^{و10⁻² متر} / ثانية، مع وجود جدران قناة نفاذة ، ^{[ 4 ]} حتى يتوفر للغاز الوقت الكافي للانفصال والتبدد في الصخور المحيطة. إذا كان معدل التدفق سريعًا جدًا، حتى لو كانت القناة نفاذة، فإنها ستتصرف كما لو كانت غير نفاذة ^{[ 4 ]} ، مما يؤدي إلى ثوران بركاني انفجاري. عادةً ما تُشكّل الصهارة السيليسية تدفقات حمم بركانية متكتلة ^{[ 14 ]} أو تلالًا شديدة الانحدار، تُسمى قباب الحمم ، لأن لزوجتها العالية ^{[ 15 ]} لا تسمح لها بالتدفق مثل الصهارة البازلتية. عندما تتشكل قباب الحمم الفلسية، فإنها تتوضع داخل القناة وفوقها. ^{[ 16 ]} إذا تشكلت قبة وتبلورت في وقت مبكر من الثوران، فإنها تعمل كسد للنظام، ^{[ 16 ]} مما يمنع الآلية الرئيسية لإطلاق الغازات. إذا حدث هذا، فمن الشائع أن يتحول الثوران من انسيابي إلى انفجاري، بسبب تراكم الضغط أسفل قبة الحمم. ^{[ 10 ]}