حجرة الصهارة

حجرة الصهارة هي حوض كبير من الصخور المنصهرة تحت سطح الأرض. الصخور المنصهرة، أو الصهارة ، في هذه الحجرة أقل كثافة من الصخور المحيطة بها ، مما يُولّد قوى طفو تدفعها إلى الأعلى. ^{[ 1 ]} إذا وجدت الصهارة طريقًا إلى السطح، فستكون النتيجة ثورانًا بركانيًا ؛ ونتيجة لذلك، تقع العديد من البراكين فوق حجرات الصهارة. ^{[ 2 ]} يصعب اكتشاف هذه الحجرات في أعماق الأرض، ولذلك فإن معظم الحجرات المعروفة منها قريبة من السطح، وعادةً ما تقع على عمق يتراوح بين  كيلومتر واحد و10  كيلومترات. ^{[ 3 ]}

ترتفع الصهارة عبر الشقوق من أسفل القشرة الأرضية وعبرها لأنها أقل كثافة من الصخور المحيطة بها. وعندما لا تجد الصهارة مسارًا للصعود، تتجمع في حجرة صهارة. تتشكل هذه الحجرات عادةً بمرور الوقت، ^{[ 4 ] [ 5 ]} عن طريق حقن الصهارة الأفقية ^{[ 6 ]} أو الرأسية ^{[ 7 ]} المتتالية . ويؤدي تدفق الصهارة الجديدة إلى تفاعل البلورات الموجودة مسبقًا ^{[ 8 ]} وزيادة الضغط داخل الحجرة.

تبدأ الصهارة الموجودة بالتبريد، حيث تتبلور المكونات ذات درجة الانصهار الأعلى، مثل الأوليفين ، من المحلول، خاصةً بالقرب من الجدران الباردة للحجرة، مُشكّلةً تكتلاً معدنياً أكثر كثافة يغوص (صخر تراكمي). ^{[ 9 ]} عند التبريد، تتشبع أطوار معدنية جديدة ويتغير نوع الصخر (مثل التبلور الجزئي )، مُشكّلاً عادةً (1) الجابرو ، والديوريت ، والتوناليت ، والجرانيت أو (2) الجابرو ، والديوريت ، والسيانيت، والجرانيت . إذا بقيت الصهارة في حجرة لفترة طويلة، فقد تُصبح مُتطبقةً، حيث ترتفع المكونات الأقل كثافة إلى الأعلى وتغوص المواد الأكثر كثافة. تتراكم الصخور في طبقات، مُشكّلةً تداخلاً طبقياً . ^{[ 10 ]} قد يُنتج أي ثوران لاحق رواسب طبقية واضحة. على سبيل المثال، تشمل الرواسب الناتجة عن ثوران جبل فيزوف عام 79 ميلادي طبقة سميكة من الخفاف الأبيض من الجزء العلوي من حجرة الصهارة مغطاة بطبقة مماثلة من الخفاف الرمادي الناتج عن مواد ثارت لاحقًا من الجزء السفلي من الحجرة.

من الآثار الأخرى لتبريد حجرة الصهارة أن البلورات المتصلبة ستطلق الغاز (وخاصة البخار ) الذي كان مذابًا فيها عندما كانت سائلة، مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط داخل الحجرة، وربما يكون هذا الارتفاع كافيًا لإحداث ثوران بركاني. إضافةً إلى ذلك، فإن إزالة المكونات ذات درجة الانصهار المنخفضة ستزيد من لزوجة الصهارة (عن طريق زيادة تركيز السيليكات ). وبالتالي، قد يؤدي تكوّن طبقات في حجرة الصهارة إلى زيادة كمية الغاز داخل الصهارة بالقرب من قمة الحجرة، ^{[ 11 ]} كما قد يزيد من لزوجة هذه الصهارة، مما قد يؤدي إلى ثوران بركاني أكثر انفجارًا مما كان سيحدث لو لم تتكوّن طبقات في الحجرة.

لا تحدث ثورات البراكين العملاقة إلا عند تكوّن حجرة صهارة ضخمة للغاية على مستوى سطحي نسبيًا في القشرة الأرضية. ومع ذلك، فإن معدل إنتاج الصهارة في البيئات التكتونية التي تُنتج البراكين العملاقة منخفض جدًا، حوالي 0.002  كيلومتر ^{مكعب في} السنة ^، مما يعني أن تراكم كمية كافية من الصهارة لحدوث ثوران بركاني هائل يستغرق من 10⁵ ^إلى 10⁶ ^سنة . وهذا يثير التساؤل حول سبب عدم اندفاع الصهارة السيليسية الطافية إلى السطح بشكل متكرر في الثورات البركانية الصغيرة نسبيًا. قد يؤدي اجتماع التمدد الإقليمي، الذي يُقلل من أقصى ضغط زائد يمكن تحقيقه على سقف الحجرة، مع وجود حجرة صهارة كبيرة ذات جدران دافئة، تتميز بمرونة لزجة عالية ، إلى كبح تكوّن سدود الريوليت والسماح لهذه الحجرات الكبيرة بالامتلاء بالصهارة. ^{[ 12 ]}

إذا لم يتم تفريغ الصهارة إلى السطح في ثوران بركاني، فإنها ستبرد ببطء وتتبلور في الأعماق لتشكيل جسم ناري متداخل ، على سبيل المثال، يتكون من الجرانيت أو الجابرو (انظر أيضًا بلوتون ).

غالباً ما يحتوي البركان على حجرة صهارة عميقة تمتد لعدة كيلومترات على عمقٍ كبير، تُغذي حجرة صهارة أقل عمقاً بالقرب من القمة. ويمكن تحديد مواقع حجرات الصهارة باستخدام علم الزلازل : إذ تتحرك الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل ببطءٍ أكبر عبر الصخور المنصهرة مقارنةً بالصخور الصلبة، مما يسمح بإجراء قياسات لتحديد مناطق الحركة البطيئة التي تُشير إلى وجود حجرات الصهارة. ^{[ 13 ]}

عندما يثور البركان، تنهار الصخور المحيطة به في الحجرة الفارغة. وإذا تقلص حجم الحجرة بشكل كبير، فإن المنخفض الناتج على السطح يمكن أن يشكل كالديرا . ^{[ 14 ]}

في أيسلندا، يُعد بركان ثريهنوكاجيجور ، الذي اكتشفه مستكشف الكهوف آرني ب. ستيفانسون عام 1974 وافتُتح للسياحة عام 2012، البركان الوحيد في العالم الذي يمكن للزوار فيه استخدام المصعد والنزول بأمان إلى حجرة الصهارة. ^{[ 15 ]}

• طبقة المياه الجوفية
• نموذج موجي