بركان تحت الماء

البراكين البحرية هي فتحات أو شقوق تحت سطح الأرض يمكن أن تندفع منها الصهارة . تقع العديد من البراكين البحرية بالقرب من مناطق تشكل الصفائح التكتونية ، والمعروفة باسم سلاسل منتصف المحيط . وتشير التقديرات إلى أن البراكين الموجودة في سلاسل منتصف المحيط وحدها تُساهم بنسبة 75% من إجمالي الصهارة المنبعثة على سطح الأرض. ^{[ 1 ]} على الرغم من أن معظم البراكين البحرية تقع في أعماق البحار والمحيطات ، إلا أن بعضها يوجد أيضًا في المياه الضحلة، ويمكن لهذه البراكين أن تُطلق موادًا في الغلاف الجوي أثناء ثورانها . يُقدر العدد الإجمالي للبراكين البحرية بأكثر من مليون بركان (معظمها خامد الآن)، منها حوالي 75,000 بركان يرتفع أكثر من كيلومتر واحد (0.62 ميل) فوق قاع البحر . ^{[ 1 ]} ومن المعروف أن 119 بركانًا بحريًا فقط في محيطات وبحار الأرض قد ثارت خلال الـ 11,700 سنة الماضية. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

توجد الفتحات الحرارية المائية ، وهي مواقع ذات نشاط بيولوجي وفير، بشكل شائع بالقرب من البراكين تحت سطح البحر.

تُعدّ العديد من البراكين البحرية جبالًا بحرية ، وهي في الغالب براكين خامدة ترتفع فجأة من قاع البحر على عمق يتراوح بين 1000 و 4000 متر . يُعرّفها علماء المحيطات بأنها تضاريس مستقلة ترتفع إلى 1000 متر على الأقل فوق قاع البحر. غالبًا ما توجد قممها على عمق يتراوح بين مئات وآلاف الأمتار تحت سطح البحر، ولذلك تُعتبر جزءًا من أعماق البحار . ^{[ 4 ]} يُقدّر عدد الجبال البحرية في العالم بنحو 30000 جبل، لم يُدرس منها سوى عدد قليل. مع ذلك، تتميز بعض الجبال البحرية بخصائص غير عادية. فعلى سبيل المثال، بينما تقع قمم الجبال البحرية عادةً على عمق مئات الأمتار تحت سطح البحر، يرتفع جبل بوي البحري في مياه المحيط الهادئ الكندية من عمق حوالي 3000 متر إلى مسافة 24 مترًا فقط من سطح البحر.     

يمكن أن يؤدي وجود الماء إلى تغيير كبير في خصائص الثوران البركاني وانفجارات البراكين تحت الماء مقارنة بتلك الموجودة على اليابسة.

على سبيل المثال، يتسبب الماء في تبريد الصهارة وتصلبها بسرعة أكبر بكثير مما يحدث في البراكين الأرضية، وغالبًا ما يحولها إلى زجاج بركاني . تختلف أشكال وقوام الحمم البركانية المتكونة من البراكين تحت الماء عن الحمم البركانية المتفجرة على اليابسة. عند ملامسة الماء، تتشكل قشرة صلبة حول الحمم. تتدفق الحمم البركانية المتقدمة داخل هذه القشرة، مكونة ما يُعرف باسم الحمم الوسائدية .

تحت أعماق المحيط التي تبلغ حوالي 2200 متر (7200 قدم)، حيث يتجاوز الضغط الضغط الحرج للماء (22.06 ميجا باسكال أو حوالي 218 ضغط جوي للماء النقي)، يتوقف الماء عن الغليان، ويتحول إلى سائل فوق حرج . وبدون أصوات الغليان، يصعب رصد البراكين في أعماق البحار من مسافات بعيدة باستخدام أجهزة الاستماع تحت الماء . 

ترتفع درجة الحرارة والضغط الحرجان في محاليل الأملاح الموجودة عادةً في مياه البحر. ومن المتوقع أن يختلف تركيب المحلول المائي في محيط البازلت الساخن، والمتداول داخل قنوات الصخور الساخنة، عن تركيب الماء السائب (أي مياه البحر بعيدًا عن الأسطح الساخنة). وتشير إحدى التقديرات إلى أن النقطة الحرجة تبلغ 407 درجة مئوية (765 درجة فهرنهايت) و29.9 ميجا باسكال، بينما يتوافق تركيب المحلول مع تركيب ما يقارب 3.2% من كلوريد الصوديوم. ^{[ 5 ]}  

يُصدر الانفجار البركاني تحت سطح البحر نوعين من الأصوات: الأول ناتج عن الانطلاق البطيء وانفجار فقاعات الحمم البركانية الكبيرة، بينما ينتج الثاني عن الانفجارات السريعة لفقاعات الغاز. يُساعد التمييز بين هذين النوعين من الأصوات على قياس التأثيرات المترتبة على الحيوانات البحرية والنظم البيئية، كما يُمكن تقدير حجم وتكوين تدفق الحمم البركانية وإدراجهما في نموذج لاستقراء التأثيرات المحتملة.

ربط العلماء الأصوات بالمشاهد في كلا نوعي الانفجارات البركانية. ففي عام ٢٠٠٩، وُضعت كاميرا فيديو وميكروفون مائي على عمق ١٢٠٠ متر (٣٩٠٠ قدم) تحت سطح البحر في المحيط الهادئ بالقرب من ساموا، لمراقبة وسماع ثوران بركان ويست ماتا بأشكالٍ متعددة. وقد مكّن دمج الفيديو والصوت الباحثين من التعرف على الأصوات الناتجة عن تدفق الحمم البركانية البطيء والأصوات المختلفة التي تُصدرها مئات فقاعات الغاز. ^{[ ٧ ] [ ٨ ]} 

لا يزال أمام العلماء الكثير ليتعلموه حول مواقع البراكين تحت الماء ونشاطها. ففي العقدين الأولين من هذا القرن، موّل مكتب استكشاف المحيطات التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) استكشاف البراكين البحرية، وكانت مهمات "حلقة النار" إلى قوس ماريانا في المحيط الهادئ جديرة بالذكر بشكل خاص. وباستخدام المركبات التي يتم تشغيلها عن بُعد (ROV)، درس العلماء الانفجارات البركانية تحت الماء، وبرك الكبريت المنصهر ، ومداخن المدخنات السوداء ، وحتى الكائنات البحرية المتكيفة مع هذه البيئة العميقة والحارة.

أشارت الأبحاث التي أجريت بواسطة المركبة الآلية الموجهة عن بعد "كايكو" قبالة سواحل هاواي إلى أن تدفقات حمم الباهويوي تحدث تحت الماء، وأن درجة انحدار التضاريس تحت الماء ومعدل إمداد الحمم البركانية يحددان شكل الفصوص الناتجة. ^{[ 9 ]}

في أغسطس / آب 2019، أفادت وسائل الإعلام بوجود طوف كبير من الخفاف يطفو في جنوب المحيط الهادئ بين فيجي وتونغا . ^{[ 10 ]} وكشفت دراسات علمية لاحقة أن هذا الطوف ناتج عن ثوران بركان بحري قريب، والذي رُصد مباشرةً على شكل عمود بركاني في صور الأقمار الصناعية. ^{[ 11 ]} سيساعد هذا الاكتشاف العلماء على التنبؤ بشكل أفضل بمؤشرات ثوران بركاني بحري، مثل الزلازل منخفضة التردد أو بيانات الهيدروفونات ، باستخدام تقنيات التعلم الآلي . ^{[ 11 ]}

تقع سانتوريني، اليونان ، في جنوب بحر إيجة . تبعد حوالي 128 ميلًا بحريًا جنوب شرق البر الرئيسي اليوناني، وحوالي 63 ميلًا بحريًا شمال جزيرة كريت، أكبر الجزر اليونانية. تقع سانتوريني على طول قوس بحر إيجة البركاني النشط، الذي تشكل نتيجة انزلاق الصفيحة الأفريقية تحت صفيحة بحر إيجة الصغيرة . يؤدي هذا الانزلاق إلى نشاط زلزالي وبركاني في المنطقة. ^{[ 12 ]} حدثت إحدى هذه الحالات في أواخر يناير في سانتوريني، حيث شهدت الجزيرة والجزر المجاورة سلسلة من أكثر من 28000 زلزال. ^{[ 13 ]} بلغت قوة العديد منها أكثر من 5.0 درجات. استمرت هذه الهزات لمدة شهر. اكتشف العلماء لاحقًا أن 300 مليون متر مكعب من الصهارة قد تسربت إلى عمق 4 كيلومترات تحت قاع البحر. ^{[ 13 ]} هذا يعني عدم حدوث ثوران بركاني تحت سطح البحر. بل وجد العلماء أن الضغط يتراكم بين الجزر وهذه الأنظمة الصهارية تحت الماء، مما يثير سلسلة جديدة من التساؤلات. ولا تقتصر المخاوف على الانفجارات البركانية فحسب، بل إن تراكم الضغط هذا تسبب في أكثر من 20 ألف زلزال، وأجبر السكان المحليين على الفرار. وتُظهر هذه الأحداث أنه على الرغم من أن هذه البراكين تحت الماء قد لا تكون شديدة الخطورة في الوقت الراهن، إلا أنها تُشكل إنذارًا طويل الأمد بنشاط بركاني محتمل في المستقبل.

• قائمة البراكين البحرية

• معلومات عن البراكين من معهد استكشاف أعماق المحيطات ، مؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات
• عالم البراكين - تتم صيانته الآن من قبل قسم علوم الأرض في جامعة ولاية أوريغون
• بريتانيكا - البراكين تحت الماء
• هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية
• مهمة استكشاف حلقة النار