كيف ينفجر البركان؟

يمثل البركان فتحة تهوية حيث تصل الصهارة أو الصخور المنصهرة إلى سطح الأرض في شكل حمم بركانية ومواد مرتبطة بها. بينما يتصور الكثير من الناس قمة مخروطية الشكل عندما يفكرون في بركان ، فإن مجموعة متنوعة من التضاريس الأرضية تندرج في هذه الفئة ، بما في ذلك التلال المتوسطة والشقوق التي تندلع صفائح كبيرة من الفيضانات البازلت. قد تكون الانفجارات البركانية هادئة إلى حد ما وبطيئة الخطى ، أو قد تكون عنيفة وكارثية بشكل كبير. في كلتا الحالتين ، فهي شهادة على تصاعد الاضطرابات في باطن الأرض.

توجد البراكين عادة في موقعين رئيسيين على الكوكب: على حدود الصفائح التكتونية وفي ما يسمى "النقاط الساخنة" ، حيث ترتفع الصهارة من مصادر حرارة منفصلة في الوشاح. حدود الصفائح المتباينة هي صدوع حيث تشكل الحمم المتصاعدة قشرة محيطية جديدة في البراكين المغمورة. عندما تصطدم إحدى الصفائح بأخرى وتندفع تحتها - وهي عملية تسمى "الاندساس" - تذوب لوحة الغوص على عمق معين لتزويد أحزمة البراكين بالوقود. النقاط الساخنة ليست مفهومة تمامًا ، لكن يبدو أنها مسؤولة عن بعض من الكوكب أكثر التضاريس إثارة للإعجاب ، مثل براكين درع هاواي و يلوستون الضخم بركان هائل.

يعتمد السلوك البركاني لبركان معين إلى حد كبير على المحتوى الغازي والمعدني للصهارة التي تغذيه. تشمل الغازات ، التي تسمى المواد المتطايرة ، بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وعناصر أخرى. يتم ضغط هذه المواد المتطايرة على العمق وتتوسع مع اقتراب الصهارة أو وصولها إلى السطح. مدى سهولة هروب الغازات من الصهارة يعتمد بشكل كبير على حصة المادة من السيليكا: الصهارة الغنية بالسيليكا هي أكثر لزج - أي أنه يتدفق بسهولة أقل - ويعوق إطلاق الغاز بشكل أكبر من السيليكا المنخفضة ، والسوائل الأكثر الصهارة. وبالتالي ، فإن الصهارة الثقيلة في السيليكا تكون أكثر عرضة للانفجارات المتفجرة لأن الغازات المكبوتة تبني ضغطًا شديدًا. تساعد الكمية النسبية للسيليكا في الحمم البركانية على تصنيفها: الحمم البازلتية منخفضة في السيليكا ؛ حمم أنديسية ، وسيطة ؛ والحمم الداسيتية والريوليتية غنية بالسيليكا. يمكن أن تفسر هذه الفئات السلوك البركاني وتصف أيضًا أنواع الصخور التي تشكلت في النهاية من الحمم البركانية الصلبة - التكوينات الجيولوجية التي تشير إلى نشاط بركاني سابق.

قد ينبعث من ثوران بركاني تدفقات من الحمم البركانية والغازات والبروكلي البلاستيكي ، وهي عبارة عن حطام من الحمم البركانية أو الصخور القشرية التي تحطمت في الانفجار. تتراوح المواد البيروكلاستيكية ، التي تسمى أيضًا التيفرا ، من الكتل الضخمة والقنابل إلى الرماد المسحوق والرماد. من بين الأحداث الأكثر تدميراً المرتبطة بالانفجارات البركانية تدفقات الحمم البركانية والارتفاعات المفاجئة ، والتي تسمى أحيانًا "nuée ardente" - كلمة فرنسية تعني "سحابة متوهجة". تدفقات البيروكلاستيك عبارة عن ستائر سريعة الحركة من الغاز والصخور الحارقة التي تجتاح أكتاف بركان. على طول هوامشها ، قد تطلق تدفقات من الرماد المشتعل بالغاز - الحمم البركانية - والتي ، على عكس التدفقات ، يمكن أن تزيل الحواجز الطبوغرافية وتقطع مسافات مثيرة للإعجاب. ومن الأشياء الهائلة أيضًا اللهارات ، تدفقات الحطام المشبعة بالمياه - التي تنطلق ، على سبيل المثال ، من خلال الذوبان السريع للأنهار الجليدية في القمة - والتي يمكن أن تتسابق أسفل وديان الأنهار لتصريف البراكين.

يقوم مخطط تصنيف مشترك للانفجارات المتفجرة بتسمية كل نوع بعد البراكين المحددة التي تمثله. الانفجارات البركانية في هاواي عادة ما تكون تدفقات هادئة من الحمم البازلتية. تصف ثورات سترومبوليان الانفجارات المستمرة تقريبًا للحمم البركانية الغازية بكثافة متوسطة ، وغالبًا ما تتميز بانفجارات صغيرة تقذف تكتلات الحمم في الهواء. الانفجارات البركانية أكثر تفجرًا حتى الآن: تتراكم الغازات تحت القشرة الناتجة عن الحمم البركانية اللزجة ، وتنفجر في النهاية لتطلق الخفاف وسحابة كبيرة من الرماد. تتميز ثوران بيليان بإطلاقات متفجرة للطاقة بعد انهيار قبة الحمم البركانية ؛ المنتجات المحددة هي تدفقات الحمم البركانية والارتفاعات المفاجئة. تميز تلك الانهيارات الجليدية الحارقة أيضًا الانفجارات البركانية ، وهي أحداث قوية بشكل استثنائي تنتج سحب الرماد العملاقة وأحيانًا الفوهات المنهارة المسماة كالديراس.