النشاط البركاني

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 8 صور
الموسوعة الحرة

النشاط البركاني هو ظاهرة اندفاع المواد الصلبة والسائلة والغازية ومخاليطها إلى سطح جرم سماوي صلب ، مثل كوكب أو قمر. [ 1 ] وينتج هذا النشاط عن وجود مصدر حراري، عادةً ما يكون داخليًا، داخل الجرم؛ وتتولد هذه الحرارة من خلال عمليات مختلفة، مثل التحلل الإشعاعي أو التسخين المدّي . تعمل هذه الحرارة على صهر المواد الصلبة جزئيًا داخل الجرم أو تحويلها إلى غاز. ثم ترتفع المواد المتحركة عبر باطن الجرم وقد تخترق سطحه الصلب. [ 2 ] [ 3 ]

الأسباب

رسم تخطيطي مقطعي للأرض يوضح بعض الظروف المناسبة للنشاط البركاني على الكوكب

لكي يحدث النشاط البركاني، يجب أن ترتفع درجة حرارة الوشاح إلى حوالي نصف درجة انصهاره. عند هذه النقطة، تنخفض لزوجة الوشاح إلى حوالي 10²¹ باسكال-ثانية . وعندما يحدث انصهار واسع النطاق، تنخفض اللزوجة بسرعة إلى 10³ باسكال -ثانية أو أقل، مما يزيد معدل انتقال الحرارة مليون ضعف. [ 3 ]

يعود حدوث النشاط البركاني جزئياً إلى حقيقة أن المواد المنصهرة تميل إلى أن تكون أكثر سيولة وأقل كثافة من المواد التي تشكلت منها، مما قد يؤدي إلى صعودها إلى السطح. [ 3 ]

مصدر حرارة

توجد طرق متعددة لتوليد الحرارة اللازمة للنشاط البركاني. يعتمد النشاط البركاني على أقمار النظام الشمسي الخارجي بشكل رئيسي على التسخين المدّي . [ 1 ] ينتج التسخين المدّي عن تشوّه شكل الجسم بفعل التجاذب الجاذبي المتبادل، مما يولّد الحرارة. يُعدّ التسخين المدّي سببًا للنشاط البركاني على قمر آيو ، [ 4 ] أحد أقمار كوكب المشتري. تتعرض الأرض للتسخين المدّي من القمر ، ما يؤدي إلى تشوّهها بمقدار يصل إلى متر واحد (3 أقدام)، لكن هذا لا يشكّل جزءًا كبيرًا من إجمالي حرارة الأرض . [ 5 ]

أثناء تكوين الكوكب ، كان يتعرض لتسخين ناتج عن اصطدامات الكويكبات ، وهو تسخين يفوق حتى تأثير اصطدام الكويكب الذي تسبب في انقراض الديناصورات . وقد يؤدي هذا التسخين إلى تحفيز التمايز ، مما يزيد من تسخين الكوكب. كلما كبر حجم الجسم ، تباطأ فقدانه للحرارة. في الأجسام الكبيرة، كالأرض مثلاً، لا تزال هذه الحرارة، المعروفة بالحرارة البدائية، تشكل جزءاً كبيراً من حرارة الجسم الداخلية، بينما فقد القمر، الأصغر حجماً من الأرض، معظم هذه الحرارة. [ 5 ]

مصدر آخر للحرارة هو الحرارة الإشعاعية الناتجة عن التحلل الإشعاعي . كان من شأن تحلل الألومنيوم-26 أن يُسخّن الأجنة الكوكبية بشكل ملحوظ، ولكن نظرًا لقصر عمر النصف له (أقل من مليون سنة)، فقد اختفت أي آثار له منذ زمن بعيد. توجد آثار ضئيلة من النظائر غير المستقرة في المعادن الشائعة، وتتعرض جميع الكواكب الأرضية ، والقمر، لبعض هذه الحرارة. [ 5 ] أما الأجرام الجليدية في النظام الشمسي الخارجي فتتعرض لكمية أقل بكثير من هذه الحرارة لأنها عادةً ما تكون أقل كثافة ولا تحتوي على الكثير من المواد السيليكاتية (تتركز العناصر المشعة في السيليكات). [ 6 ]

يحدث نشاط الينابيع الجليدية على قمر تريتون التابع لكوكب نبتون ، وربما على سطح المريخ أيضاً . مصدر الحرارة خارجي (حرارة الشمس) وليس داخلياً. [ 7 ] [ 8 ]

طرق الصهر

ذوبان ناتج عن انخفاض الضغط

يحدث انصهار تخفيف الضغط عندما تصعد المواد الصلبة من أعماق الجسم إلى الأعلى. ينخفض ​​الضغط مع صعود المادة، وبالتالي تنخفض درجة انصهارها. لذا، يمكن أن يتحول الصخر الصلب عند ضغط ودرجة حرارة معينين إلى سائل إذا انخفض الضغط، وبالتالي درجة الانصهار، حتى لو بقيت درجة الحرارة ثابتة. [ 9 ] [ 3 ] أما في حالة الماء، فإن زيادة الضغط تُخفض درجة الانصهار حتى الوصول إلى ضغط 0.208 جيجا باسكال ، وبعد ذلك ترتفع درجة الانصهار مع زيادة الضغط. [ 3 ]

صهر التدفق

يحدث انصهار التدفق عندما تنخفض درجة الانصهار بإضافة مواد متطايرة، مثل الماء أو ثاني أكسيد الكربون. [ 3 ] [ 10 ] ومثل انصهار تخفيف الضغط، لا ينتج عن ارتفاع درجة الحرارة، بل عن انخفاض درجة الانصهار. [ 11 ]

تكوين خزانات الصهارة الجليدية

قد ينشأ النشاط البركاني الجليدي ، بدلاً من أن يكون من محيط جوفي متجانس، من خزانات سائلة منفصلة. تتمثل الطريقة الأولى لتكوّن هذه الخزانات في صعود عمود من الجليد الدافئ ثم هبوطه إلى الأسفل، مُشكلاً تيارًا حراريًا. وقد وجد نموذج طُوّر لدراسة تأثير ذلك على أوروبا أن الطاقة الناتجة عن التسخين المدّي تتركز في هذه الأعمدة، مما يسمح بالذوبان في هذه الأعماق الضحلة مع انتشار العمود أفقيًا. وتتمثل الآلية التالية في التحول من الانتشار الرأسي إلى الانتشار الأفقي لشق مملوء بسائل. ومن الآليات الأخرى تسخين الجليد نتيجةً لتحرر الإجهاد من خلال الحركة الجانبية للكسور في الغلاف الجليدي التي تخترقه من السطح، وحتى التسخين الناتج عن الاصطدامات الكبيرة يمكن أن يُنشئ مثل هذه الخزانات. [ 6 ]

صعود الذوبان

بعض سمات النشاط البركاني الموجودة في قشرة الأرض

ديابيرز

عندما تبدأ مادة جرم سماوي بالانصهار، يحدث الانصهار أولًا في جيوب صغيرة ضمن مواقع محددة ذات طاقة عالية، مثل تقاطعات حدود الحبيبات ومواقع تفاعل البلورات المختلفة لتكوين سائل يوتكتيكي ، تبقى هذه البلورات في البداية معزولة عن بعضها، محصورة داخل الصخر. إذا سمحت زاوية التلامس للمادة المنصهرة بترطيب أسطح البلورات والتدفق على طول حدود الحبيبات ، فإن المادة المنصهرة ستتراكم بكميات أكبر. من ناحية أخرى، إذا كانت زاوية التلامس أكبر من 60 درجة تقريبًا، فيجب أن يتشكل قدر أكبر من الصهارة قبل أن تنفصل عن الصخر الأم. تشير الدراسات التي أُجريت على الصخور على الأرض إلى أن الصهارة في الصخور الساخنة تتجمع بسرعة في جيوب وعروق أكبر بكثير من حجم الحبيبات ، على عكس نموذج ترشيح الصهارة الصلبة . بدلًا من أن تتدفق الصهارة بشكل منتظم من الصخر المصدر، فإنها تتدفق عبر جداول صغيرة تتحد لتكوين عروق أكبر. تحت تأثير الطفو ، ترتفع الصهارة. [ 3 ] قد تتشكل القباب الملحية أيضًا في الأجرام غير السيليكاتية، وتلعب دورًا مشابهًا في نقل المواد الدافئة نحو السطح. [ 6 ]

السدود

السد عبارة عن شق رأسي مملوء بسائل، ومن الناحية الميكانيكية ، هو عبارة عن صدع مملوء بالماء مقلوب رأسًا على عقب. عندما تصعد الصهارة إلى الشق الرأسي، فإن انخفاض كثافة الصهارة مقارنة بالصخور المحيطة يعني أن الضغط ينخفض ​​بوتيرة أبطأ من انخفاضه في الصخور المحيطة الأكثر كثافة. إذا تساوى متوسط ​​ضغط الصهارة مع متوسط ​​ضغط الصخور المحيطة، فإن الضغط في السد يتجاوز ضغط الصخور المحيطة به عند قمته، ويكون ضغط الصخور أكبر من ضغط السد عند قاعدته. وهكذا، تدفع الصهارة الشق إلى أعلى عند قمته، بينما ينضغط الشق عند قاعدته بفعل رد فعل مرن (يشبه الانتفاخ المجاور لشخص يجلس على أريكة مرنة). في النهاية، يصبح ذيل الشق ضيقًا جدًا لدرجة أنه يكاد ينقطع، فلا تصعد المزيد من الصهارة إليه. ويستمر الشق في الصعود ككتلة مستقلة من الصهارة. [ 3 ]

نموذج أنبوب قائم

يفترض هذا النموذج للثوران البركاني أن الصهارة تصعد عبر قناة مفتوحة صلبة في الغلاف الصخري وتستقر عند مستوى التوازن الهيدروستاتيكي . ورغم أنه يفسر بعض الملاحظات بشكل جيد (وهو ما تعجز عنه النماذج الأحدث)، مثل التوافق الظاهري في ارتفاع البراكين القريبة من بعضها، إلا أنه غير صحيح وقد تم دحضه، لأن سمك الغلاف الصخري المستنتج منه كبير جدًا بحيث لا يمكن تطبيق افتراض القناة المفتوحة الصلبة. [ 3 ]

صعود ذوبان بركاني جليدي

على عكس البراكين السيليكاتية، حيث يرتفع الصهارة بفعل طفوها حتى تصل إلى القشرة السطحية، في البراكين الجليدية، يكون الماء (تميل الصهارة الجليدية إلى أن تكون مائية) أكثر كثافة من الجليد الذي يعلوه. إحدى طرق وصول الصهارة الجليدية إلى السطح هي جعل الماء طافيًا، وذلك بتقليل كثافته، إما بوجود مركبات أخرى تعكس الطفو السالب، أو بإضافة فقاعات غازية منفصلة في الصهارة الجليدية كانت مذابة فيها سابقًا (مما يقلل كثافتها)، أو بوجود عامل تكثيف في الغلاف الجليدي. طريقة أخرى هي ضغط السائل للتغلب على الطفو السالب وجعله يصل إلى السطح. عندما يزداد سمك الغلاف الجليدي فوق محيط تحت السطح، فإنه يضغط المحيط بأكمله (في البراكين الجليدية، يكون الماء المتجمد أو المحلول الملحي أقل كثافة من حالته السائلة). عندما يتجمد خزان من السائل جزئيًا، يتعرض السائل المتبقي للضغط بالطريقة نفسها. [ 6 ]

لكي ينتشر الشق في الغلاف الجليدي إلى الأعلى، يجب أن يتمتع السائل الموجود فيه بقوة طفو موجبة، أو أن تكون الضغوط الخارجية قوية بما يكفي لاختراق الجليد. قد تشمل الضغوط الخارجية تلك الناتجة عن المد والجزر أو عن الضغط الزائد بسبب التجمد كما هو موضح أعلاه. [ 12 ]

ثمة آلية أخرى محتملة لصعود الصهارة البركانية الجليدية. فإذا وصل صدعٌ يحتوي على الماء إلى محيط أو خزان سوائل جوفية، سيرتفع الماء إلى مستوى توازنه الهيدروستاتيكي، أي ما يقارب تسعة أعشار المسافة إلى السطح. وقد تدفع تيارات المد والجزر، التي تُحدث ضغطًا وتوترًا في الغلاف الجليدي، الماء إلى أعلى. [ 6 ]

اقترحت مقالة نُشرت عام ١٩٨٨ إمكانية انتشار الشقوق صعودًا من المحيط الجوفي لقمر أوروبا التابع لكوكب المشتري. وافترضت المقالة أن الشق المنتشر صعودًا سيحتوي على منطقة ضغط منخفض عند طرفه، مما يسمح للمواد المتطايرة المذابة في الماء بالتحول إلى غاز. ومن المرجح أن تمنع مرونة الغلاف الجليدي وصول الشق إلى السطح، فينغلق الشق بدلًا من ذلك، محاصرًا الغاز والسائل. وسيزيد الغاز من الطفو، مما قد يسمح للشق بالوصول إلى السطح. [ ٦ ]

حتى الاصطدامات قد تُهيئ ظروفًا تُسهّل صعود الصهارة. فقد يُزيل الاصطدام الكيلومترات القليلة العلوية من القشرة الأرضية، وقد تُؤدي فروق الضغط الناتجة عن اختلاف الارتفاع بين الحوض وارتفاع التضاريس المحيطة إلى ثوران الصهارة التي كانت ستبقى تحت السطح لولا ذلك. وقد أظهرت دراسة نُشرت عام ٢٠١١ وجود مناطق ذات صعود مُعزز للصهارة على هوامش حوض الاصطدام. [ ٦ ]

لا تعمل كل هذه الآليات، وربما لا تعمل أي منها على جسم معين . [ 6 ]

الأنواع

النشاط البركاني السيليكاتي

إن درجات الحرارة الأولية المرتفعة للحمم السيليكاتية تعني أنها تنبعث منها ضوء مرئي قبل أن تبرد.

يحدث النشاط البركاني السيليكاتي حيث تنفجر المواد السيليكاتية. وتتصلب تدفقات الحمم السيليكاتية، مثل تلك الموجودة على الأرض، عند حوالي 1000 درجة مئوية. [ 13 ]

البراكين الطينية

ثوران بركان الطين في داشجيل في غوبوستان، أذربيجان

يتشكل بركان الطين عندما تندفع السوائل والغازات المضغوطة إلى السطح، حاملةً معها الطين. قد ينجم هذا الضغط عن وزن الرواسب المتراكمة فوق السائل، والتي تضغط عليه وتمنعه ​​من التسرب، أو عن انحصار السائل في الرواسب، أو هجرته من رواسب أعمق إلى رواسب أخرى، أو عن تفاعلات كيميائية في الرواسب. غالبًا ما تثور هذه البراكين بهدوء، ولكنها قد تقذف أحيانًا غازات قابلة للاشتعال مثل الميثان. [ 14 ]

البراكين الجليدية

البراكين الجليدية هي ثوران مواد متطايرة في بيئة تقل درجة حرارتها عن درجة تجمدها. وتختلف العمليات الكامنة وراءها عن البراكين السيليكاتية لأن الصهارة الجليدية (التي عادةً ما تكون مائية) تكون أكثر كثافة من محيطها، مما يعني أنها لا تستطيع الصعود بفعل طفوها. [ 15 ] [ 6 ]

الكبريت

تختلف الحمم الكبريتية في سلوكها عن الحمم السيليكاتية. أولًا، يتميز الكبريت بانخفاض درجة انصهاره، حيث تبلغ حوالي 120 درجة مئوية. ثانيًا، بعد تبريده إلى حوالي 175 درجة مئوية، تفقد الحمم لزوجتها بسرعة، على عكس الحمم السيليكاتية الموجودة على الأرض. [ 13 ]

أنواع الحمم البركانية

عندما تندفع الصهارة على سطح كوكب ما، يُطلق عليها اسم الحمم البركانية . تتشكل الحمم البركانية اللزجة على هيئة تدفقات قصيرة وسميكة غنية بالزجاج. وعادةً ما يكون سطحها المتصلب متموجًا. [ 3 ]

تتميز الحمم الأكثر سيولة بنسيج سطحي متصلب يصنفه علماء البراكين إلى أربعة أنواع. [ 3 ] تتشكل حمم الوسائد عندما يتسبب عامل محفز، غالبًا ما يكون تلامس الحمم مع الماء، في تبريد تدفق الحمم بسرعة. [ 3 ] [ 16 ] يؤدي ذلك إلى تفتيت سطح الحمم، ثم تتجمع الصهارة في أكياس تتراكم غالبًا أمام التدفق، مكونةً بنية تُسمى الوسادة. [ 3 ] تتميز حمم آ بسطح خشن وشائك يتكون من شظايا من الحمم تُسمى الكلنكرز. [ 17 ] حمم الكتل نوع آخر من الحمم، ذات شظايا أقل حدة من حمم آ. [ 18 ] تُعد حمم باهويوي النوع الأكثر شيوعًا، سواء على الأرض أو على الكواكب الأرضية الأخرى على الأرجح. تتميز بسطح أملس، مع تلال وتجاويف وثنيات. [ 3 ]

نشاط خفيف/متفجر

ثوران بركاني لطيف، أو انسيابي ، تتدفق فيه المواد السائلة (الحمم البركانية) برفق من فوهة البركان، في هذه الحالة في جنوب شرق جزيرة هاواي.
صورة متحركة التقطتها الأقمار الصناعية لعمود الرماد الأولي والموجة الصدمية الناتجة عن ثوران بركان هونغا تونغا-هونغا هاآباي عام 2022 وما تبعه من تسونامي. كان هذا الانفجار الهائل أقوى بمئات المرات من القنبلة الذرية التي أُلقيت على هيروشيما.

قد يكون الانفجار البركاني مجرد تدفق بسيط للمواد على سطح الكوكب، ولكنه عادةً ما ينطوي على مزيج معقد من المواد الصلبة والسائلة والغازية التي تتصرف بطرق بالغة التعقيد. [ 3 ] يمكن لبعض أنواع الانفجارات البركانية أن تُطلق طاقة تعادل ربع طاقة كتلة مكافئة من مادة تي إن تي . [ 19 ]

أسباب النشاط المتفجر

انفصال المواد المتطايرة

لوحظ باستمرار أن الانفجارات البركانية على الأرض تتطور من قذف مواد غنية بالغاز إلى مواد فقيرة به، مع إمكانية تناوب الانفجار بين قذف مواد غنية بالغاز ومواد فقيرة به، والعكس، عدة مرات. يُعزى ذلك إلى إثراء الصهارة في قمة السد البركاني بالغاز المنطلق عند اختراق السد للسطح، يليه قذف الصهارة من الطبقات السفلية التي لم تُثرى بالغاز. [ 3 ]

يعود سبب انفصال الغاز المذاب في الصهارة عنها عند اقترابها من السطح إلى تأثير درجة الحرارة والضغط على ذوبان الغاز . فالضغط يزيد من ذوبان الغاز، وإذا انخفض الضغط في سائل يحتوي على غاز مذاب، فإن الغاز سيميل إلى الانفصال عن السائل. ومثال على ذلك ما يحدث عند فتح زجاجة مشروب غازي بسرعة: فعند فتح الغطاء، ينخفض ​​الضغط وتظهر فقاعات من غاز ثاني أكسيد الكربون في جميع أنحاء السائل. [ 3 ]

تنفجر الصهارة السائلة بهدوء. أي غاز ينفصل عن الصهارة يتسرب بسهولة حتى قبل وصولها إلى السطح. أما في الصهارة اللزجة ، فتبقى الغازات محصورة داخلها حتى بعد انفصالها، مُشكّلةً فقاعات داخلها. تتضخم هذه الفقاعات مع اقتراب الصهارة من السطح نتيجة انخفاض الضغط، وتنمو الصهارة بشكل ملحوظ. هذه الحقيقة تُعطي البراكين التي تقذف مثل هذه المواد ميلاً إلى "الانفجار"، مع أن الضغط ينخفض ​​دائمًا في الثوران البركاني، على عكس ارتفاع الضغط المصاحب للانفجار. [ 3 ]

بشكل عام، ينتج النشاط البركاني الجليدي الانفجاري عن انفصال المواد المتطايرة التي كانت قد ذابت سابقاً في الصهارة الجليدية، على غرار ما يحدث في البراكين السيليكاتية الانفجارية كما نراه على الأرض، وهو ما سيتم تناوله بشكل أساسي أدناه. [ 12 ]

فيزياء الانفجار البركاني الناتج عن المواد المتطايرة

تبرد الصهارة الغنية بالسيليكا تحت سطح الأرض قبل ثورانها. وخلال هذه العملية، تنفصل فقاعات من الصهارة. ومع اقتراب الصهارة من السطح، يزداد حجم الفقاعات، وبالتالي حجم الصهارة نفسها. ويؤدي الضغط الناتج في النهاية إلى اختراق السطح، ويتسبب تحرر الضغط في انفصال المزيد من الغازات بشكل انفجاري. وقد يتمدد الغاز بسرعة مئات الأمتار في الثانية، متمددًا إلى الأعلى والخارج. ومع تقدم الثوران، تتسبب سلسلة من التفاعلات في قذف الصهارة بسرعات متزايدة. [ 3 ]

تكوّن الرماد البركاني

يتمدد الغاز بعنف، مُشتتًا الصهارة ومُفتتًا إياها، مُشكلاً غروانيًا من الغاز والصهارة يُسمى الرماد البركاني . يُبرد الغاز الموجود في الرماد أثناء تمدده شظايا الصهارة، مُشكلاً في كثير من الأحيان شظايا زجاجية صغيرة يُمكن تمييزها كأجزاء من جدران فقاعات سائلة سابقة. في الصهارة الأكثر سيولة، قد تُتاح لجدران الفقاعات فرصة لإعادة تشكيل نفسها إلى قطرات سائلة كروية. تعتمد الحالة النهائية للغروانيات بشكل كبير على نسبة السائل إلى الغاز. تبرد الصهارة الفقيرة بالغاز لتُصبح صخورًا ذات تجاويف صغيرة، مُتحولةً إلى حمم بركانية حويصلية . أما الصهارة الغنية بالغاز فتبرد لتُشكل صخورًا ذات تجاويف مُتقاربة، بكثافة متوسطة أقل من كثافة الماء، مُشكلةً الخفاف . في الوقت نفسه، يُمكن أن تتسارع مواد أخرى مع الغاز، مُتحولةً إلى قنابل بركانية . يُمكن لهذه القنابل أن تتحرك بطاقة هائلة لدرجة أن القنابل الكبيرة منها يُمكن أن تُحدث فوهات عند اصطدامها بالأرض. [ 3 ]

التدفقات البركانية الفتاتية

يمكن أن يتشكل غرواني من الغاز البركاني والصهارة على شكل تيار كثيف يُسمى التدفق البركاني الفتاتي . يحدث هذا عندما تسقط المواد البركانية المتفجرة عائدةً إلى السطح. يُصبح الغرواني سائلاً جزئياً بفعل الغاز، مما يسمح له بالانتشار. غالباً ما تستطيع التدفقات البركانية الفتاتية تجاوز العوائق، مُسببةً دماراً هائلاً في الأرواح. [ 3 ] تُعد التدفقات البركانية الفتاتية ظاهرة شائعة في البراكين الانفجارية على الأرض. وقد وُجدت هذه التدفقات على كوكب الزهرة، على سبيل المثال في براكين ديون ريجيو . [ 20 ]

ثوران بركاني فرائي

يمكن أن يحدث ثوران بركاني مائي عندما ينخفض ​​ضغط الماء الساخن. يؤدي انخفاض الضغط إلى خفض درجة غليان الماء، لذا يغلي الماء فجأة عند انخفاض الضغط. [ 21 ] أو قد يحدث ذلك عندما تسخن المياه الجوفية فجأة، فتتحول إلى بخار. [ 22 ] عندما يتحول الماء إلى بخار في ثوران بركاني مائي، يتمدد بسرعات تفوق سرعة الصوت، ليصل حجمه إلى 1700 ضعف حجمه الأصلي. وهذا كافٍ لتحطيم الصخور الصلبة، وقذف شظاياها لمئات الأمتار. [ 23 ]

ثوران بركاني بركاني

يحدث الانفجار البركاني المائي عندما تتلامس الصهارة الساخنة مع الماء، مما يؤدي إلى حدوث انفجار. [ 24 ]

هيدرات الكلاثرات

تمثيل تخطيطي لعمود دخان على إنسيلادوس

إحدى آليات البراكين الجليدية الانفجارية هي تلامس الصهارة الجليدية مع هيدرات الكلاثرات . تتحلل هيدرات الكلاثرات بسهولة عند تعرضها لدرجات حرارة دافئة. أشارت مقالة نُشرت عام ١٩٨٢ إلى احتمال أن يؤدي إنتاج غاز مضغوط عند زعزعة استقرار هيدرات الكلاثرات المتلامسة مع الصهارة الدافئة الصاعدة إلى انفجار يخترق السطح، مما ينتج عنه براكين جليدية انفجارية. [ ٦ ]

بخار الماء في الفراغ

إذا وصل صدع إلى سطح جسم جليدي، وتعرض عمود الماء المتصاعد للفراغ شبه التام على سطح معظم الأجسام الجليدية، فسيبدأ بالغليان فورًا، لأن ضغط بخاره أعلى بكثير من الضغط المحيط. ليس هذا فحسب، بل ستذوب أي مواد متطايرة في الماء. يؤدي اجتماع هذه العمليات إلى إطلاق قطرات وبخار، يمكن أن ترتفع عبر الصدع، مكونةً عمودًا جليديًا. يُعتقد أن هذا مسؤول جزئيًا عن الأعمدة الجليدية على سطح إنسيلادوس . [ 6 ]

حدوث

أرض

على سطح الأرض، تتواجد البراكين غالبًا في المناطق التي تتباعد فيها الصفائح التكتونية أو تتقارب ، ولأن معظم حدود الصفائح الأرضية تقع تحت الماء، فإن معظم البراكين تتواجد تحت الماء أيضًا. على سبيل المثال، تحتوي سلسلة جبال منتصف المحيط ، مثل سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي ، على براكين ناتجة عن تباعد الصفائح التكتونية، بينما تحتوي حلقة النار في المحيط الهادئ على براكين ناتجة عن تقارب الصفائح التكتونية. كما يمكن أن تتشكل البراكين في المناطق التي تشهد تمددًا وترققًا لصفائح القشرة الأرضية، كما هو الحال في صدع شرق إفريقيا وحقل ويلز غراي-كليرووتر البركاني وصدع ريو غراندي في أمريكا الشمالية. يُعتقد أن النشاط البركاني بعيدًا عن حدود الصفائح ينشأ من صعود الصهارة من حدود اللب والوشاح ، على عمق 3000 كيلومتر (1900 ميل) داخل الأرض. ينتج عن ذلك نشاط بركاني في النقاط الساخنة ، ومنها نقطة هاواي الساخنة . لا تتشكل البراكين عادةً عند انزلاق صفيحتين تكتونيتين إحداهما بجانب الأخرى. في الفترة ما بين عامي 1912 و1952، أظهرت الدراسات في نصف الكرة الشمالي أن فصول الشتاء كانت أكثر دفئًا خلال هذه الفترة لعدم حدوث ثورات بركانية ضخمة. تُبين هذه الدراسات كيف يمكن لهذه الثورات أن تُحدث تغييرات في الغلاف الجوي للأرض. [ 25 ] 

يمكن أن تؤثر الانفجارات البركانية الكبيرة على درجة حرارة الغلاف الجوي، حيث يحجب الرماد وقطرات حمض الكبريتيك أشعة الشمس ويبرد طبقة التروبوسفير في الأرض . تاريخياً، أعقبت الانفجارات البركانية الكبيرة فصول شتاء بركانية تسببت في مجاعات كارثية. [ 26 ]

قمر

لا يحتوي قمر الأرض على براكين كبيرة ولا يشهد أي نشاط بركاني حاليًا، على الرغم من أن الأدلة الحديثة تشير إلى أنه قد لا يزال يمتلك نواة منصهرة جزئيًا. [ 27 ] ومع ذلك، يحتوي القمر على العديد من المعالم البركانية مثل البحار القمرية [ 28 ] ( البقع الداكنة التي تُرى على سطح القمر)، والأخاديد [ 29 ] والقباب . [ 30 ]

الزهرة

يُغطّي البازلت 90% من سطح كوكب الزهرة ، مما يُشير إلى أن النشاط البركاني لعب دورًا رئيسيًا في تشكيله. وقد يكون الكوكب قد شهد حدثًا عالميًا لإعادة تشكيل سطحه قبل حوالي 500 مليون سنة، [ 31 ] استنادًا إلى كثافة فوهات الاصطدام على سطحه. وتنتشر تدفقات الحمم البركانية على نطاق واسع، كما توجد أشكال من النشاط البركاني غير موجودة على الأرض. وقد نُسبت التغيرات في غلاف الكوكب الجوي ورصد البرق إلى ثورات بركانية مستمرة، على الرغم من عدم وجود تأكيد على ما إذا كان كوكب الزهرة لا يزال نشطًا بركانيًا أم لا. ومع ذلك، كشف الرادار الذي استخدمه مسبار ماجلان عن أدلة على نشاط بركاني حديث نسبيًا في أعلى بركان على كوكب الزهرة، وهو بركان مات مونس ، على شكل تدفقات من الرماد بالقرب من قمته وعلى جانبه الشمالي. [ 32 ] إلا أن تفسير هذه التدفقات على أنها تدفقات من الرماد قد أُثيرت حوله تساؤلات. [ 33 ]

المريخ

جبل أوليمبوس ( باللاتينية ، "جبل أوليمبوس")، الواقع على كوكب المريخ ، هو أطول جبل معروف في النظام الشمسي .

يوجد على سطح المريخ العديد من البراكين الخامدة ، أربعة منها براكين درعية ضخمة تفوق في حجمها أي بركان على الأرض. وتشمل هذه البراكين: أرسيا مونس ، وأسكرايوس مونس ، وهيكاتس ثولوس ، وأوليمبوس مونس ، وبافونيس مونس . وقد خمد نشاط هذه البراكين منذ ملايين السنين، [ 34 ] إلا أن مركبة مارس إكسبريس الأوروبية الفضائية عثرت على أدلة تشير إلى احتمال حدوث نشاط بركاني على سطح المريخ في الماضي القريب أيضاً. [ 34 ]

أقمار كوكب المشتري

Io

يُعدّ قمر آيو التابع لكوكب المشتري أكثر الأجرام نشاطًا بركانيًا في المجموعة الشمسية نظرًا لتفاعله المدّي مع المشتري. وهو مغطى بالبراكين التي تقذف الكبريت وثاني أكسيد الكبريت والصخور السيليكاتية ، ونتيجةً لذلك، يتجدد سطح آيو باستمرار. ولا يوجد في المجموعة الشمسية سوى جرمين بركانيين يمكن رؤية براكينهما بسهولة نظرًا لنشاطهما العالي، وهما الأرض وآيو. [ 35 ] وتُعتبر حمم آيو البركانية الأشد حرارةً في المجموعة الشمسية، حيث تتجاوز درجة حرارتها 1800 كلفن (1500  درجة مئوية). وفي فبراير 2001، شهد آيو أكبر ثوران بركاني مُسجّل في المجموعة الشمسية. [ 36 ]

أوروبا

يبدو أن أوروبا ، أصغر أقمار جاليليو التابعة لكوكب المشتري ، تمتلك نظامًا بركانيًا نشطًا، إلا أن نشاطها البركاني يقتصر على الماء الذي يتجمد على سطحها المتجمد. تُعرف هذه العملية باسم البراكين الجليدية ، وهي شائعة على ما يبدو على أقمار الكواكب الخارجية للنظام الشمسي . [ 37 ]

أقمار زحل ونبتون

في عام 1989، رصدت المركبة الفضائية فوياجر 2 براكين جليدية على تريتون ، أحد أقمار نبتون ، وفي عام 2005، التقط مسبار كاسيني-هويجنز صورًا لنوافير من الجسيمات المتجمدة تنفجر من إنسيلادوس ، أحد أقمار زحل . [ 38 ] [ 39 ] قد تتكون المقذوفات من الماء، أو النيتروجين السائل ، أو الأمونيا ، أو الغبار، أو مركبات الميثان . كما عثر كاسيني-هويجنز على أدلة تشير إلى وجود بركان جليدي يقذف الميثان على قمر تيتان التابع لزحل ، والذي يُعتقد أنه مصدر مهم للميثان الموجود في غلافه الجوي. [ 40 ] ويُفترض أن النشاط البركاني الجليدي قد يكون موجودًا أيضًا على جرم كواوار في حزام كايبر .

الكواكب الخارجية

أشارت دراسة أجريت عام 2010 على الكوكب الخارجي COROT-7b ، الذي تم اكتشافه عن طريق العبور في عام 2009، إلى أن التسخين المدّي من النجم المضيف القريب جدًا من الكوكب والكواكب المجاورة يمكن أن يولد نشاطًا بركانيًا مكثفًا مشابهًا لما هو موجود على Io. [ 41 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 شياو، لونغ؛ هوانغ، جون؛ شياو، تشييونغ؛ تشي، تشاو؛ تشيان، يوكي (14 أغسطس 2023). "النشاط البركاني في النظام الشمسي" . مجلة ساينس تشاينا لعلوم الأرض . 66 (11): 2419-2440 . Bibcode : 2023ScChD..66.2419X . doi : 10.1007/s11430-022-1085-y .
  2. ↑ "البراكين على الأرض وما وراءها" . يونيفرس سبيس تك . 27 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مارس 2024 .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 ميلوش، إتش. جاي (2011). "النشاط البركاني" . عمليات سطح الكواكب . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 169-221 . doi : 10.1017/CBO9780511977848.006 . ISBN  978-0-521-51418-7.
  4. ↑ لوبيز، آر إم سي؛ ويليامز، دي إيه (2015). "النشاط البركاني على قمر آيو". في سيغوردسون، إتش. (محرر). موسوعة البراكين ( الطبعة الثانية). دار النشر الأكاديمية. ص 750. ISBN   978-0-12-385938-9.
  5. 1 2 3 ويدوسون، مايك (2018). "أصول الكواكب وتكوين طبقاتها" . في روثري، ديفيد أ.؛ ماكبرايد، نيل؛ جيلمور، إيان (محررون). مقدمة إلى النظام الشمسي ( الطبعة الثالثة). مطبعة جامعة كامبريدج. ص 52-71 . ISBN   978-1-108-43084-5.
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 فاجينتس، سارة أ.؛ لوبيز، روزالي م.س.؛ كويك، لينا س.؛ جريج، تريسي ك.ب. (2021). "البراكين الجليدية" (ملف PDF) . في جريج، تريسي ك.ب.؛ لوبيز، روزالي م.س .؛ فاجينتس، سارة أ. (محررون). البراكين الكوكبية عبر النظام الشمسي . إلسيفير. الصفحات 161-234 . ISBN  978-0-12-813987-5.
  7. ↑ بيرنهام، روبرت (16 أغسطس/آب 2006). "أعمدة الغاز النفاثة تكشف لغز 'العناكب' على سطح المريخ" . جامعة ولاية أريزونا . مؤرشف من الأصل في 21 ديسمبر/كانون الأول 2007. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس/آب 2009 .
  8. ↑ ماركيفيتش، دبليو. "البراكين الكوكبية" (ملف PDF) . مدرسة النظام الشمسي . مدرسة ماكس بلانك الدولية لأبحاث علوم النظام الشمسي ، جامعة غوتنغن . تاريخ الاسترجاع: 17 مارس 2024 .
  9. ↑ إيرل، ستيفن (سبتمبر 2015). "3.2 الصهارة وتكوينها". الجيولوجيا الفيزيائية . التعليم المفتوح في BCcampus . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مارس 2024 .
  10. ↑ إيفرز، جيني؛ تحرير إمداش. (19 أكتوبر 2023). "دور الصهارة في دورة الصخور" . الجمعية الجغرافية الوطنية . تم الاطلاع عليه في 17 أبريل 2024 .
  11. ↑ إيرل، ستيفن (سبتمبر 2015). "3.2 الصهارة وتكوين الصهارة" .
  12. 1 2 نيفو، م.؛ ديش، س. ج.؛ شوك، إ. ل.؛ غلين، س. ر. (2015). "المتطلبات الأساسية للنشاط البركاني الجليدي الانفجاري على أجرام حزام كايبر من فئة الكواكب القزمة". إيكاروس . 246 : 48-64 . Bibcode : 2015Icar..246...48N . doi : 10.1016/j.icarus.2014.03.043 . hdl : 2286/RI28139 .
  13. 1 2 "الكبريت مقابل السيليكات" . عالم البراكين . 4 يناير 2012.
  14. ↑ هوديك، مايكل ر. (20 ديسمبر 2022). "ما هي البراكين الطينية؟" . ذا كونفرسيشن . تم الاسترجاع في 17 مارس 2024 .
  15. ↑ كليمتي، إريك (25 سبتمبر 2023). "أغنية الجليد والنار في البراكين الجليدية" . إيوس . الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . تم الاسترجاع في 17 مارس 2024 .
  16. ↑ سينغر، كيلسي ن.؛ وآخرون . (29 مارس 2022). "إعادة تشكيل سطح بركاني جليدي واسع النطاق على بلوتو" . نيتشر كوميونيكيشنز . 13 (1): 1542. arXiv : 2207.06557 . Bibcode : 2022NatCo..13.1542S . doi : 10.1038/ s41467-022-29056-3 . PMC 8964750. PMID 35351895 .   
  17. ↑ "أشكال تدفق الحمم البركانية" . خدمة المتنزهات الوطنية . تم الاسترجاع في 17 مارس 2024 .
  18. ↑ "الحمم البركانية" . بريتانيكا . 13 فبراير 2024.
  19. ↑ ماستين، إل جي (1995). "الديناميكا الحرارية لانفجارات الغاز والبخار" . نشرة علم البراكين . 57 (2): 85-98 . Bibcode : 1995BVol...57...85M . doi : 10.1007/BF00301399 .
  20. ↑ كامبل، ب.أ.؛ مورغان، ج.أ.؛ ويتن، ج.ل.؛ كارتر، ل.م .؛ جليز، ل.س.؛ كامبل، د.ب. (2017). " رواسب التدفقات البركانية الفتاتية على كوكب الزهرة كمؤشرات على تجدد النشاط الصهاري" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الكواكب . 122 (7): 1580-1596 . Bibcode : 2017JGRE..122.1580C . doi : 10.1002/2017JE005299 . hdl : 10150/625517 . PMC 6839737. PMID 31709132 .  
  21. ↑ ستريلو، ك. (22-11-2016). "بخار الماء الخطير: الانفجارات البركانية البخارية" . منصة معارف علوم الأرض . doi : 10.2312/eskp.051 . تاريخ الاسترجاع: 17-03-2024 .
  22. ↑ "مسرد صور برنامج مخاطر البراكين: ثوران بركاني بخاري" . برنامج مخاطر البراكين . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2010 .
  23. ↑ كرونين، شين (9 ديسمبر 2019). "الانفجارات البركانية التي تعمل بالبخار يصعب التنبؤ بها، ولا تزال غير مفهومة بشكل جيد" . UPI.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مارس 2024 .
  24. ↑ ماكنير، ب. (10 يناير 2024). "ما هي الانفجارات البركانية المائية وكيف تتشكل؟" . قاعدة البيانات الجيولوجية . تم الاسترجاع في 17 مارس 2024 .
  25. ↑ أكسلرود، دانيال آي. (1981-01-01). دور النشاط البركاني في المناخ والتطور . الجمعية الجيولوجية الأمريكية. ISBN 978-0-8137-2185-9.
  26. ↑ رامبينو، إم آر؛ سيلف، إس؛ ستوثرز، آر بي (مايو 1988). "الشتاء البركاني". المراجعة السنوية لعلوم الأرض والكواكب . 16 (1): 73-99 . رمز Bibcode : 1988AREPS..16...73R . doi : 10.1146/annurev.ea.16.050188.000445 .
  27. ↑ فيتشوريك، مارك أ.؛ جوليف، برادلي ل.؛ خان، أمير؛ بريتشارد، ماثيو إي.؛ فايس، بنجامين ب.؛ ويليامز، جيمس ج.؛ هود، لون ل.؛ رايتر، كيفن؛ نيل، كلايف ر.؛ شيرر، تشارلز ك.؛ ماكالوم، آي. ستيوارت؛ تومبكينز، ستيفاني؛ هوك، ب. راي؛ بيترسون، كريس؛ جيليس، جيفري ج.؛ بوساي، بن (1 يناير 2006). "تركيب وبنية باطن القمر". مراجعات في علم المعادن والكيمياء الجيولوجية . 60 (1): 221-364 . Bibcode : 2006RvMG...60..221W . doi : 10.2138/rmg.2006.60.3 . S2CID 130734866 . 
  28. ↑ "ماري" . عالم البراكين . جامعة ولاية أوريغون. 4 يناير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2023 .
  29. ↑ "الأخاديد المتعرجة" . عالم البراكين . جامعة ولاية أوريغون. 4 يناير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2023 .
  30. ↑ "لغز قمري: قباب غرويثويزن" . القمر: علوم ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2024 .
  31. ↑ بيندشادلر، د. ل. (1995). "ماجلان: نظرة جديدة على جيولوجيا وجيوفيزياء كوكب الزهرة". مراجعات الجيوفيزياء . 33 (ملحق 1): 459-467 . رمز Bibcode : 1995RvGeo..33S.459B . doi : 10.1029/95RG00281 .
  32. ↑ روبنسون، كورديولا أ.؛ ثورنهيل، جيل د.؛ بارفيت، إليزابيث أ. (1995). "النشاط البركاني واسع النطاق في مات مونس: هل يمكن أن يفسر هذا التقلبات في كيمياء الغلاف الجوي التي رصدتها مركبة بايونير فينوس؟". مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 100 (E6): 11755. Bibcode : 1995JGR...10011755R . doi : 10.1029/95JE00147 .
  33. ^ موجينيس-مارك، بيتر ج. (أكتوبر 2016). “الجيومورفولوجيا وعلم البراكين في ماعت مونس، كوكب الزهرة”. ايكاروس . 277 : 433– 441. بيب كود : 2016Icar..277..433M . دوى : 10.1016/j.icarus.2016.05.022 .
  34. 1 2 "النشاط البركاني والنهري الجليدي على سطح المريخ: أحدث الصور" . وكالة الفضاء الأوروبية . 25 فبراير 2005. تم الاطلاع عليه في 21 يوليو 2024 .
  35. ↑ ديفيز، آشلي جيرارد (9 أغسطس 2007). البراكين على قمر آيو . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-85003-2.
  36. ↑ «انفجار ساطع بشكل استثنائي على قمر آيو يُضاهي أكبر انفجار في النظام الشمسي» . مرصد دبليو إم كيك . ١٣ نوفمبر ٢٠٠٢. مؤرشف من الأصل في ٦ أغسطس ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ٢ مايو ٢٠١٨ .
  37. ↑ جيسلر، بول (2015-01-01)، "الفصل 44 - البراكين الجليدية في النظام الشمسي الخارجي" ، في سيجوردسون، هارالدور (محرر)، موسوعة البراكين (الطبعة الثانية) ، أمستردام: أكاديميك برس، ص 763-776 ، doi : 10.1016/b978-0-12-385938-9.00044-4 ، ISBN  978-0-12-385938-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-01-06
  38. ↑ "كاسيني يكتشف غلافًا جويًا على قمر زحل إنسيلادوس" . PPARC . 16 مارس 2005. مؤرشف من الأصل في 10 مارس 2007. تم الاطلاع عليه في 4 يوليو 2014 .
  39. ↑ سميث، إيفيت (15 مارس 2012). "إنسيلادوس، قمر زحل" . معرض صور اليوم . ناسا . تم الاطلاع عليه في 4 يوليو 2014 .
  40. ↑ «اكتشاف بركان هيدروكربوني على تيتان» . مجلة نيو ساينتست . 8 يونيو 2005. مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 24 أكتوبر 2010 .
  41. ↑ جاغارد، فيكتوريا (5 فبراير 2010). ""الأرض العملاقة" قد تكون بالفعل نوعًا جديدًا من الكواكب: "سوبر-آيو" . موقع ناشيونال جيوغرافيك الإلكتروني، قسم الأخبار اليومية . جمعية ناشيونال جيوغرافيك . مؤرشف من الأصل في 9 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه في 11 مارس 2010 .
  • "مسرد المصطلحات البركانية" . جي جي هوداك، جامعة ويسكونسن أوشكوش. 2001. مؤرشف من الأصل بتاريخ 6 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2010 .
  • كرومبلر، إل إس؛ لوكاس، إس جي (2001). "براكين نيو مكسيكو: دليل مختصر لغير المتخصصين" (ملف PDF) . علم البراكين في نيو مكسيكو. نشرة متحف نيو مكسيكو للتاريخ الطبيعي والعلوم . 18 : 5-15 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 21 مارس 2007. تاريخ الاسترجاع: 28 أبريل 2010 .

للمزيد من القراءة