حياة

كيف يعمل البركان؟

كيف يعمل البركان؟

النشاط البركاني هو ميزة رائعة ومخيفة وضرورية للغاية لكوكبنا. تنتشر البراكين في كل مكان ، من الصحراء في أفريقيا إلى الأجواء المتجمدة في أنتاركتيكا ، والجزر في المحيط الهادئ ، وفي جميع القارات. كل يوم واحد يثور في مكان ما. البراكين الأرضية مألوفة لدى معظمنا ، مثل جبل أجونج النشط للغاية في بالي ، باراربونجا في أيسلندا ، كيلوا في هاواي ، وكوليما في المكسيك.

ومع ذلك ، هناك البراكين تنتشر في العالمين عبر النظام الشمسي. خذ كوكب المشتري القمر Io ، على سبيل المثال. انها بركانية للغاية وتنتشر الحمم البركانية من تحت سطحها. تشير التقديرات إلى أن هذا العالم الصغير يتحول إلى الداخل تقريبًا عبر ملايين السنين نظرًا لنشاطه البركاني الذي يجلب المواد من الداخل إلى السطح وما بعده.

أبعد من ذلك ، القمر إنسيلادوس زحل لديه أيضا ميزات السخان المتعلقة البركانية. فبدلاً من الثوران بالصخور المنصهرة كما هو الحال على الأرض وإيو ، فإنها تنشر بلورات الجليد الذائبة. يشك علماء الكواكب في أن هناك نشاطًا أكبر بكثير من نشاط "بركان الجليد" (المعروف باسم البركانية الجليدية) المنتشر عبر الروافد البعيدة للنظام الشمسي. أقرب إلى الأرض ، من المعروف أن كوكب الزهرة نشط بفعل البركان ، وهناك دليل قوي على النشاط البركاني الماضي على المريخ. حتى عطارد تظهر آثار الانفجارات البركانية في وقت مبكر جدًا من تاريخها.

البراكين جزء من مبنى العالم

تقوم البراكين بعمل رئيسي في بناء القارات والجزر ، وتصميم جبال أعماق المحيطات ، والحفر. كما أنهم يعيدون عرض المناظر الطبيعية على الأرض لأنها تخرج الحمم والمواد الأخرى. بدأت الأرض حياتها كعالم بركاني ، مغطى بالمحيط المنصهر.

ليست كل البراكين التي تدفقت منذ بداية الوقت نشطة. بعضها ميت منذ فترة طويلة ولن ينشط مرة أخرى. البعض الآخر نائمة (بمعنى أنها يمكن أن تندلع مرة أخرى في المستقبل). هذا صحيح على المريخ ، على وجه الخصوص ، حيث توجد بعض البراكين من بين الأدلة على ماضيها النشط.

أساسيات الثوران البركاني

ثوران جبل. سانت هيلينز في 18 مايو 1980 فجر ملايين الأطنان من الرماد والغاز في الهواء. وقد أسفر ذلك عن سقوط العديد من القتلى والفيضانات الكارثية والحرائق وتدمير الغابات والمباني القريبة ، والرماد المتناثرة لمئات الأميال المحيطة. USGS

معظم الناس على دراية بالانفجارات البركانية مثل تلك التي فجرت جبل. سانت هيلينز في ولاية واشنطن في عام 1980. كان هذا ثورانًا دراماتيكيًا فجر جزءًا من الجبل وأغرق مليارات الدولارات من الرماد في الولايات المحيطة. ومع ذلك ، فهي ليست الوحيدة في تلك المنطقة. جبل هود وجبل يعتبر رينييه نشطًا أيضًا ، على الرغم من أنه ليس بنفس قدر شقيقته كالديرا. تُعرف تلك الجبال باسم البراكين "القوس الخلفي" وينجم نشاطها عن تحركات الألواح في أعماق الأرض.

تنبع سلسلة جزيرة هاواي من نقطة ساخنة ، وهي نقطة ضعف في قشرة الأرض تحت المحيط الهادئ. تم بناء الجزر على مدى ملايين السنين عندما تحركت القشرة فوق النقطة الساخنة وتهبط الحمم إلى قاع البحر. في نهاية المطاف ، كسر سطح كل جزيرة سطح الماء واستمر في النمو.

البراكين هاواي الأكثر نشاطا هي في الجزيرة الكبيرة. واحد منهم - Kilauea - يواصل ضخ تدفقات الحمم البركانية الكثيفة التي عادت إلى الظهور في جزء كبير من المنطقة الجنوبية من الجزيرة. دمرت الانفجارات الأخيرة من تنفيس على جانب هذا الجبل القرى والمنازل في الجزيرة الكبيرة.

كما تندلع البراكين على طول حوض المحيط الهادئ ، من اليابان إلى جنوب نيوزيلندا. تقع معظم المناطق البركانية في الحوض على طول حدود الألواح ، وتسمى هذه المنطقة بأكملها "حلقة النار".

في أوروبا ، جبل إيتنا في صقلية نشطة للغاية ، وكذلك فيزوف (البركان الذي دفن بومبي وهيركولانيوم في 79 م). تستمر هذه الجبال في التأثير على المناطق المحيطة بالزلازل والتدفقات العرضية.

ليس كل بركان يبني جبل. بعض البراكين تنفيس ترسل الوسائد من الحمم البركانية ، لا سيما من الانفجارات تحت البحر. تنشط البراكين على كوكب الزهرة فينوس ، حيث يمهدون السطح بحمم سميك لزجة. على الأرض ، تندلع البراكين بطرق مختلفة.

كيف تعمل البراكين؟

جبل فيزوف هو بركان نشط دفن مدينتي بومبي وهيركولانيوم في عام 79 م. اليوم ، أبراج فوق منطقة نابولي الحضرية ، على بعد ساعتين من روما في إيطاليا. المجال العام (عبر ويكيميديا ​​كومنز).

توفر الانفجارات البركانية طرقًا للمواد العميقة تحت سطح الأرض للهروب إلى السطح. كما أنها تسمح للعالم بتنفيس الحرارة. يتم تغذية البراكين النشطة على الأرض ، Io ، والزهرة بواسطة الصخور المنصهرة تحت سطح الأرض. على الأرض ، تأتي الحمم من الوشاح (الذي هو الطبقة تحت السطح). ما إن يوجد ما يكفي من الصهارة المنصهرة وتسمى الضغط الكافي عليها ، يحدث ثوران بركاني. في العديد من البراكين ، ترتفع الصهارة من خلال أنبوب مركزي أو "حلق" ، وتخرج من أعلى الجبل.

في أماكن أخرى ، تتدفق الحمم والغازات والرماد من خلال فتحات التهوية. يمكنهم في نهاية المطاف خلق تصبح التلال المخروطية الشكل والجبال. هذا هو نمط الثوران الذي حدث مؤخرًا في جزيرة هاواي الكبيرة.

يمكن أن يكون النشاط البركاني هادئًا إلى حد ما ، أو يمكن أن يكون متفجرًا تمامًا. في تدفق نشط للغاية ، قد تخرج سحب الغاز من كالديرا بركانية. هذه مميتة للغاية لأنها ساخنة وتتحرك بسرعة ، والحرارة والغاز وتقتل شخص بسرعة كبيرة.

البراكين كجزء من جيولوجيا الكواكب

جزر هاواي هي نتيجة بقعة ساخنة التي خلقت كل جزيرة كما تتحرك لوحة المحيط الهادئ. توجد نقاط اتصال مماثلة حول الكوكب. USGS

غالبًا ما ترتبط البراكين (ولكن ليس دائمًا) ارتباطًا وثيقًا بحركات الألواح القارية. في أعماق سطح كوكبنا ، تتحرك الصفائح التكتونية الضخمة ببطء وتتصارع مع بعضها البعض. على الحدود بين اللوحات ، حيث تلتقي اثنتان أو أكثر ، تزحف الصهارة إلى السطح. تم بناء البراكين المطلة على المحيط الهادئ بهذه الطريقة ، حيث تنزلق الصفائح معًا لتنتج احتكاكًا وحرارة ، مما يسمح بتدفق الحمم البركانية بحرية. البراكين في أعماق البحار تندلع أيضًا بالصهارة والغازات. لا نرى دائمًا الثورات ، لكن غيوم الخفاف (الصخور الناتجة عن الانفجار) تشق طريقها في النهاية إلى السطح وتخلق "أنهار" صخرية طويلة على السطح.

كما ذكرنا سابقًا ، فإن جزر هاواي هي في الواقع نتيجة لما يسمى بـ "عمود" بركاني أسفل صفيحة المحيط الهادئ. فيما يلي بعض التفاصيل العلمية حول كيفية عمل ذلك: تتحرك صفيحة المحيط الهادئ ببطء إلى الجنوب الشرقي ، وكما تفعل ، يسخن العمود القشرة ويرسل المواد إلى السطح. أثناء تحرك اللوحة جنوبًا ، يتم تسخين مناطق جديدة ، ويتم بناء جزيرة جديدة من الحمم البركانية المتصاعدة لتمتد إلى السطح. الجزيرة الكبيرة هي أصغر الجزر التي ترتفع فوق سطح المحيط الهادئ ، على الرغم من أن هناك جزيرة جديدة يتم بناؤها مع انزلاق الألواح. يطلق عليه لويهي ولا يزال تحت الماء.

بالإضافة إلى البراكين النشطة ، تحتوي العديد من الأماكن على الأرض على ما يسمى "البراكين الفائقة". هذه هي المناطق النشطة جيولوجيا التي تقع فوق النقاط الساخنة الضخمة. أشهرها هو يلوستون كالديرا في شمال غرب ولاية وايومنغ في الولايات المتحدة الأمريكية ، حيث توجد بها بحيرة حمم عميقة وقد اندلعت عدة مرات طوال الوقت الجيولوجي.

نظرة علمية على الثورات البركانية

تدفق pahoehoe على جزيرة هاواي الكبيرة. هذا سميك ، الحمم البركانية التي تكاد تكون بمثابة "رصيف" على المناظر الطبيعية. USGS

الانفجارات البركانية عادة ما تبشر بأسراب الزلزال. وهي تشير إلى حركة الصخور المنصهرة تحت السطح. بمجرد أن يندلع الانفجار ، يمكن للبركان أن ينفث الحمم في شكلين ، بالإضافة إلى الرماد ، والغازات المسخنة.

معظم الناس معتادون على الحمم البركانية "pahoehoe" النتوءة المظهر (وضوحا "pah-HOY-hoy"). لديها اتساق زبدة الفول السوداني المنصهر. يبرد بسرعة كبيرة لجعل طبقات الصخور السوداء سميكة. يسمى النوع الآخر من الحمم البركانية التي تتدفق من البراكين "أأ" (وضوحا "AH-ah"). يبدو كومة تتحرك من الفحم الكلنكر.

كلا النوعين من الحمم البركانية يحملان الغازات التي يطلقونها أثناء تدفقها. يمكن أن تكون درجات الحرارة أكثر من 1200 درجة مئوية. وتشمل الغازات الساخنة المنبعثة في الانفجارات البركانية ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والنيتروجين والأرجون والميثان وأول أكسيد الكربون ، وكذلك بخار الماء. الرماد ، الذي يمكن أن يكون صغيرًا مثل جزيئات الغبار وكبيرًا مثل الصخور والحصى ، مصنوع من الصخور المبردة ويخرج من البركان. قد تكون هذه الغازات قاتلة للغاية ، حتى بكميات صغيرة ، حتى على جبل هادئ نسبيًا.

في الانفجارات البركانية شديدة الانفجار ، يتم خلط الرماد والغازات معًا فيما يسمى "تدفق الحمم البركانية". يتحرك هذا الخليط بسرعة كبيرة ويمكن أن يكون قاتلاً للغاية. أثناء اندلاع جبل. سانت هيلينز في واشنطن ، الانفجار الذي وقع من جبل بيناتوبو في الفلبين ، والانفجارات بالقرب من بومبي في روما القديمة ، مات معظم الناس عندما تم التغلب عليهم من خلال مثل هذه الغازات القاتلة وتدفقات الرماد. ودُفن آخرون في فيضان الرماد أو الطين الذي أعقب الانفجار.

البراكين ضرورية لتطور الكواكب

تشكل البراكين الفائقة ، مثل تلك الموجودة في وايومنغ ، عدة أماكن على الأرض. غالبًا ما يكون لديهم براكين نشطة ونشاط نبع حار ونفايات بركانية أخرى. إنها جزء واحد فقط من مجموعة أكبر بركان على كوكب الأرض. USGS

لقد أثرت البراكين والتدفقات البركانية على كوكبنا (والآخرين) منذ أقدم تاريخ للنظام الشمسي. لقد أثرىوا الأجواء والتربة ، وفي الوقت نفسه فرضوا تغييرات جذرية وهددوا حياتهم. إنهم جزء من العيش على كوكب نشط ولهم دروس قيّمة للتدريس في عوالم أخرى حيث يحدث النشاط البركاني.

يدرس الجيولوجيون الانفجارات البركانية والأنشطة ذات الصلة ويعملون على تصنيف كل نوع من خصائص الأرض البركانية. ما تعلموه يمنحهم نظرة أكثر على الأعمال الداخلية لكوكبنا وعوالم أخرى حيث يحدث النشاط البركاني.

شاهد الفيديو: تكون البراكين من باطن الارض (أغسطس 2020).