البراكين و أنواعها

صدق فعلا جيمس لوفلوك صاحب " نظرية غايا-Gaia Theory" التي تتطرق إلى تفسير العلاقة الوثيقة بين الحياة على الأرض وقدرة الكوكب على ضبط درجة حرارته.و لوفلوك لمن لا يعرفه هو أول شخص وضع سيناريو يفسر انتهاء العصر الجليدي على الأرض، ومفاده أن الحرارة المنبعثة من لب الأرض المنصهر منعت المحيطات من التجمد حتى القاع، فتكون الثلج على السطح بسماكة كيلومتر في ظل درجة حرارة تقل عن الصفر بمقدار 50 درجة مئوية. و أدى ذلك إلى وفاة جميع الكائنات الحية البدائية على الأرض. ثم جاء الفرج من البراكين، التي شقت طريقها عبر الطبقة الصلبة، لتقذف حممها وتذيب الجليد المتكون على سطح الأرض. وقد فاوجدت في ذلك الوقت المخرج من حالة التجمد المتمثل في ثاني أكسيد الكربون.





صدق فعلا جيمس لوفلوك صاحب " نظرية غايا-Gaia Theory" التي تتطرق إلى تفسير العلاقة الوثيقة بين الحياة على الأرض وقدرة الكوكب على ضبط درجة حرارته.و لوفلوك لمن لا يعرفه هو أول شخص وضع سيناريو يفسر انتهاء العصر الجليدي على الأرض، ومفاده أن الحرارة المنبعثة من لب الأرض المنصهر منعت المحيطات من التجمد حتى القاع، فتكون الثلج على السطح بسماكة كيلومتر في ظل درجة حرارة تقل عن الصفر بمقدار 50 درجة مئوية. و أدى ذلك إلى وفاة جميع الكائنات الحية البدائية على الأرض. ثم جاء الفرج من البراكين، التي شقت طريقها عبر الطبقة الصلبة، لتقذف حممها وتذيب الجليد المتكون على سطح الأرض. وقد فاوجدت في ذلك الوقت المخرج من حالة التجمد المتمثل في ثاني أكسيد الكربون.
و للنشاط البركاني آثار طويلة المدى على المجتمعات والثقافات الإنسانية. ويسرد التاريخ انه في العصر البرونزي انفجر بركان كريت الشهير الذي تسبب في تدمير جزيرة تيرا في البحر المتوسط ما أوحى بأسطورة اتلانتيس، حيث قضى على حضارة عظيمة في لمح البصر.و كلنا نعلم ان براكين شهيرة مثل " وكراكانا" ،"ومونت بيلي"، وأخيرا بركان " تريستان داكونها" عام1961 تسببت بكوارث عظيمة. كذلك يورد التاريخ التكوينات الأرضية الناتجة عن النشاط البركاني في جزر هاواي وينتقل إلى أساطير وآداب أيسلندا ثم يذكرنا بأحداث الهجرة البشرية وصولا إلى انفجار بركان تامبورا في اندونيسيا في العام 1815، حيث هلك ما يقرب من مائة ألف نسمة من السكان نتيجة الانفجار،و اندفعت سحب هائلة من الأدخنة والغازات والرماد متخذة طريقها إلى ارتفاعات عالية ثم انتقلت بفعل التيارات الهوائية وأحاطت بمعظم أجواء الأرض فغيرت من أحوال الطقس في العالم كله ونتج عن ذلك ما عرف بـ"عام بدون صيف" في أمريكا الشمالية أو ما يمكن تسميته " بالشتاء النووي" الذي دمر المحاصيل في النصف الشمالي من الكرة الأرضية مخلفا مجاعات رهيبة وناشرا الأوبئة مثل الطاعون والكوليرا.
ولم يقتصر تأثير انفجار بركان تامبورا على البيئة وأحوال معيشة الناس بل تأثرت نفسيات وثقافات الشعوب،و تعداها الى الادب فقد أوحى ستار الرماد والأدخنة إلى الكاتبة ماري شيللي بكتابة قصتها الشهيرة " فرانكنشتاين".
ولطالما لفتت انتباهنا مناظر انفجار البراكين حين نراها على شاشات التلفزة، أو حين نرى صورها منشورة في إحدى المجلات.. إلا أن الذين يتعرضون واقعيا الى ثورة بركان قريب لا يتوقفون أمام هذا المنظر الهائل المثير من أجل الاستمتاع به، بل يفرون ناجين بجلودهم، تاركين وراءهم كل ما يملكون.و هذا ما حدث في شمال مدينة غوما في الكونغو في السابع عشر من كانون الثاني (يناير) من العام الماضي حين انفجر بركان "نييراجونجو" الواقع على بعد 10 كلم، والذي أدى إلى انحدار الحمم البركانية من قمة البركان بسرعة تصل إلى 60 كلم/في الساعة، وأجبر 300.000 من سكان المدينة على الفرار الى رواندا. و دمر الانفجار البركاني 14 قرية كونغولية قربه ، إضافة الى تقسيم غوما الى نصفين، ونشوب حريق هائل في مطارها، بسبب تساقط بعض قطرات بنزين الطائرات المخزون هناك على الحمم البركانية التي اجتاحت المطار.
وعلى رغم الدمار والخراب الهائلين اللذين قد ينتجان على المدى القريب عقب انفجار أحد البراكين، فإن لها على المدى البعيد فائدة كبيرة للحياة على وجه الأرض، حيث تجدد القشرة الأرضية وتتكون الجبال والهضاب والسهول، وتزداد خصوبة التربة وهو ما يشجع الشعوب على الحياة بالقرب من تلك البراكين للعمل في الزراعة .
ومن أشهر البراكين، ولعله أولها من حيث تسجيل الانفجارات في التاريخ الحديث، بل وأكثرها دمارا، بركان فيزوف في إيطاليا الذي انفجرفي العام 79 بعد الميلاد ليدمر في ساعات قليلة مدينتي الحضارة الرومانية القديمة: بومبيي، وهركيولانيوم. فقد غطى الرماد البركاني المدينتين الى درجة أنهما لم يُكتشفا إلا في العام 1748 بعد اكتشاف جزء من الجدار الخارجي لإحدى المدينتين. ولم يهدأ هذا البركان، بل انفجر عدة مرات كان آخرها عام 1944.
كيف يحدث الانفجار البركاني؟
لفهم كيفية حدوث الانفجارات البركانية لا بد أولا من فهم تكوين الكرة الأرضية،فهذه الكرة لها قشرة خارجية ولب داخلي، و بينهما ما يسمى الدثار mantle أو الوشاح، وعند تجمع ظروف معينة ترتفع درجة الحرارة الى درجة انصهار الصخور عند أعلى طبقة من الوشاح مكونة ما يسمى بالصهارة magma.
و حين تحدث عملية الانصهار هذه، وبسبب فروق الكثافة بين الصخور المنصهرة والصخور المتجمدة من حولها، تتصاعد الصهارة إلى أعلى كلما وجدت لنفسها منفذا، ثم تستمر في الصعود إلى أن تتجمع في تجويفات أرضية تقع تحت القشرة الأرضية مباشرة، وتدعىMagma Chambers.
ولدى ارتفاع ضغط الصهارة على مناطق الضعف التي تعلوها في القشرة الأرضية، إلى الحد الذي لا تحتمل معه هذه المناطق مزيدا من الضغط، تحدث شقوق في القشرة الأرضية أو تُفتح شقوق قديمة.
فتندفع الصهارة إلى أعلى، وحينما تصل إلى سطح اليابسة، أو سطح قاع المحيط، تسيل مكونة ما يعرف بالحمم البركانية lava وهي كلمة أصلها عربي "اللابة".ولسيلان الحمم أشكال عدة، من أشهرها المخاريط البركانية conical volcanoes.
ولا يأخذ خروج الحمم عند اندفاعها من فوهة البركان crater شكل السيلان في بداية الأمر، وإنما يأخذ شكل انفجار يحدث بسبب ارتفاع الضغط البخاري للغازات الذائبة داخل الصهارة، ما يؤدي إلى نشر سحب من الرماد البركاني قد تغطي مئات الأميال، والى سيلان للحمم قد يصل إلى أميال عدة ثم لا تلبث أن تقل سرعة سيلانها مع الوقت.
ولكن ما الذي يؤدي إلى تكوين الصهارة أو انصهار الصخور؟ الإجابة تقتضي العودة إلى تكوين الأرض، حيث تكوّن قشرة الأرض Earth’s Crust مع الوشاح الأعلى من أوشحة الأرض Uppermost Mantle ما يعرف بالغلاف الصخري للأرض lithosphere، والذي يحيط بعدد من النّطاقات الداخلية التي تترتب من الخارج إلى الداخل كالتالي:
- نطاق الضعف الأرضي آسثينوسفير( Asthenosphere) : ويمثل النطاق الفوقي من الوشاح Upper Mantle، وحالته مائعة، لزجة، شبه منصهرة.
- الوشاحان الأوسط والأدنىand Lower Mantle Middle : ويتكونان من مادة صلبة، ذات كثافة عالية.
- اللب الخارجي للأرض Outer Core: ويتكون من مواد سائلة تتركب أساسًا من الحديد والنيكل وقليل من الكبريت أو السيليكون. ويسمى اللب السائل أو المائع
Liquid or Fluid Core.
- اللب الداخلي للأرض Inner core: وهو عبارة عن كرة مصمتة من الحديد والنيكل، وتسمى اللب الصُّلب للأرض Solid core .
و آخر ما يعنينا من هذه الأغلفة هو الوشاح الفوقي أو the Upper Mantle، حيث اكتشف العلماء أن سطح الأرض مقسم إلى سبعة صفائح رئيسية وبعض الصفائح الصغيرة، وتتحرك هذه الصفائح فيما بينها بالتقارب أو التباعد أو تتحرك جنبا إلى جنب.
وما يساعد هذه الطبقة على الحركة وجود طبقة الآسثينوسفير المائعة تحتها، و التي تعطي الغلاف الصخري فرصة الانزلاق فوقها، وهذه العملية تمثل قوام نظرية الصفائح التكتونية plate tectonics.
التي ينشأ عن حركتها ارتفاع درجة الحرارة إلى حد انصهار الصخور، وتكوين الصهارة، وصعودها أو انفجارها على شكل بركان، فارتبطت مناطق التقاء هذه الألواح بثورة البراكين.
ذلك انه عندما تتحرك صفيحتان متقابلتان نحو بعضهما بعضا، تغوص احدهما تحت الاخرى داخل طبقة الوشاح نتيجة فروق الكثافة بين الصفيحتين، والاحتكاك الناتج من حركة هذه الصفائح ذات الأوزان المهولة يكفي لجعل درجة الحرارة ترتفع إلى الحد الذي أشرنا إليه.
كذلك ينشأ نتيجة غوص صفيحة من صفائح الغطاء الصخري البارد ودخولها في الوشاح الساخن جدا حالة من عدم الاستقرار تؤدي إلى نشوء تيارات للحمل convection currents تصعد بالحرارة والصهارة من أسفل إلى أعلى، وهو ما يزيد من معدل تكوين الصهارة.
وعندما تتحرك صفيحتان متقابلتان لتتباعدا عن بعضهما بعضا - وغالبا ما يكون ذلك تحت مياه المحيط- تتصاعد صخور طبقة الوشاح لسدّ الفجوة الناتجة عن تلك الحركة، مقللة بذلك من الضغوط الهائلة على تلك الطبقة؛ وهو ما يؤدي إلى انصهار صخورها، وتكوين الصهارة، التي ما إن تخترق القشرة الخارجية حتى تبدأ في التجمد وتملأ الفراغ بين الصفيحتين .
ولا تقف ثورة البراكين عند مناطق التقاء االصفائح التكتونية فقط، وإنما لوحظ تدفق الصهارة من بين ألواح الليثوسفير حول الصدوع العميقة فيها، حيث تتكون مادة مرتفعة الحرارة في الطبقات الداخلية من طبقة الوشاح، وترتفع إلى الطبقات الأعلى منها مسببة انصهار الصخور المحيطة بها، و مؤدية إلى تكوين ما يسمى بالنقاط الساخنةthermal plumes في أسفل القشرة الأرضية. وهي نظرية تعتمد على نشوء تيارات للحمل في هذه المناطق، يساعدها في ذلك الحرارة الناتجة من تحلل العناصر المشعة decay of radioactive minerals.
وفي حين أن النقطة الساخنة التي تكوّنت لا تتحرك من مكانها، فإن ألواح طبقة الليثوسفير(Lithosphere ) تتحرك فوقها فينشأ عنها تكوين سلسلة من البراكين التي ما أن تعبر تلك النقطة الساخنة حتى تخمد وتهدأ. والمثال الأشهر لتكوين البراكين بهذه الطريقة هو جزر هاواي التي نشأت عن تدفق المادة البركانية من قاع المحيط فوق نقطة ساخنة، وبنت مخاريط ارتفعت إلى الحد الذي علت فيه سطح المحيط مكونة سلاسل من الجزر البركانية.
و على رغم اختلاف المخروطيات البركانية في أشكالها وأحجامها، إلاّ أنها تتشابه في أجزائها، و تتكون من:
فوهة البركان Volcanic Crater: وهي الفتحة، التي تنبثق منها الصهارة البركانية Lava، والتي تمثل قمة البركان، ويتفاوت اتساعها من أمتارعدة إلى مئات عدة من الأمتار، وليس ضرورياً أن يكون للبركان فوهة واحدة، بل قد تتمثل على جوانبه فوهات ثانوية عدة.
عنق البركان Volcanic Neck: وهي القناة الرأسية، التي تندفع عن طريقها المواد المنصهرة، وهي تمثل حلقة الوصل بين مصدر الصهارة البركانية وبين فوهة البركان.
المخروط البركاني Volcanic Cone: عندما تصل الصهارة البركانية إلى سطح الأرض، تتجمع وتتراكم، مكونة المخروط البركاني، وتتفاوت المخروطيات البركانية في حجمها، حسب كمية المواد المنصهرة، فبعضها لا يتجاوز ارتفاعه مائة متر، وبعضها الآخر يزيد على ستة آلاف متر، كما هو الحال في جبل كليمنجارو في كينيا.
و تنبثق من البراكين مواد مختلفة، بعضها أجسام صلبة، وأخرى سائلة، وثالثة غازية، وتتلخص خواصها فيما يلي:
القنابل البركانية Volcanic Bombs: وتتألف من الصهارة البركانية عند تجمدها بالقرب من سطح الأرض، وعندما تنبثق من فوهة البركان، تتطاير في الجو، وتدور حول نفسها بشدة، وبالتالي تتخذ الشكل البيضاوي، وتتشقق أسطحها ويُطلق عليها عندئذ Bread - Crust Bombs اي رغيف الخبز المحمر.
الرماد البركاني Volcanic Ashes: وهو مواد معدنية دقيقة تتطاير في الهواء بعد خروجها من فوهة البركان، ويبقى في الجو لمدة طويلة، وبالتالي تنقله الرياح إلى مسافات بعيدة، فعلى سبيل المثال، شوهد هبوط الرماد البركاني المنبعث من بركان فيزوف (إيطاليا) بعد إحدى ثوراته فوق مدينة اسطنبول (تركيا).
و تنبعث أيضا من البراكينLava: وهي الصهارة البركانية، التي تنبثق من فوهات البراكين، وتنساب فوق السطح مكونة المخروطات والهضاب البركانية.
و هنالك ايضا الغازات البركانية حيث تنبثق مع الصهارة البركانية الصلبة والسائلة كميات كبيرة من بخار الماء والغازات، و تُقدر هذه الغازات بنحو 5% من جملة الصهارة البركانية. كما تراوح نسبة بخار الماء من 60% إلى 90% من الغازات المنبثقة من الفوهات البركانية. وتمثل النسبة الباقية مجموعة من الغازات، أهمها ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. وتراوح درجة حرارة الغازات أثناء انبثاقها بين 100 و 500 درجة مئوية.
تصنيف البراكين
هناك أكثر من 800 بركان نشط حاليا على وجه الأرض، 500 منها فقط على حوافي المحيط الهادي والمسماة بحلقة النار( Ring of Fire)، و العدد نفسه تقريباً من البراكين الساكنة. هذا بالإضافة إلى الكثير من البراكين التي صنفت على أنها هامدة. ويكتسب البركان صفته على الوجه التالي:
البركان النشط: إذا كان البركان ثائرا أو تظهر فيه علامات النشاط من حدوث زلازل أو انبعاثات غازية.
البركان الساكن: لا تظهر علامات نشاط على البركان، ولكن بإمكانه الانفجار، وقد ثار بالفعل في خلال العشرة آلاف سنة الماضية.
البركان الهامد: لم ينفجر البركان خلال العشرة آلاف عام الأخيرة أو انه تخلص تماما من إمدادات الصهارة فيه.
وينفجر من بين براكين العالم الخمسمائة النشطة، حوالي 10 براكين يوميا، وهي لا تمثل في غالبيتها أي تهديد للحياة البشرية أو لغيرها. إلا أنه حدث حوالي 19 انفجاراً عنيفاً خلال المئتي عام الماضية تسببت في وفاة أكثر من ألف شخص.
أشكال البراكين
تتنوع أشكال البراكين إلا أن ابرز اشكالها تشتمل على :
1- براكين الحطام الصخري : يختلف شكل المخروط البركاني باختلاف المواد التي يتركب منها . فإذا كان يتركب كلياً من الحطام الصخري ، فإننا نجده مرتفعا شديد الانحدار بالنسبة الى المساحة التي تشغلها قاعدته . وهنا نجد ان درجة الانحدار تبلغ 30 درجة وقد تصل أحيانا إلى 40 درجة مئوية وتنشأ هذه الأشكال عادة نتيجة لانفجارات بركانية .
2- البراكين الهضبية، وتنشأ نتيجة خروج الحمم وتراكمها حول فوهة رئيسة ولهذا تبدو قليلة الارتفاع بالنسبة الى المساحة الكبيرة التي تشغلها قواعدها . وتبدو قممها أشبه بهضاب محدبة تحدبا هينا ومن هنا جاءت تسميتها بالبراكين الهضبية وقد نشأت هذه المخاريط من تدفق مصهورات اللافا-Lava الشديدة الحرارة والعظيمة السيولة والتي تنتشر فوق مساحات واسعة وتتمثل هذه البراكين الهضبية أحسن تمثيل في براكين جزر هاواي كبركان مونالوا والذي يبدو ارتفاعه 4100 م وهو يبدو أشبه بقبة فسيحة تنحدر انحداراً سهلاً هينا.
3-البراكين الطباقية و هي نوع شائع الوجود ، و شكلها يقع وسط النمطين السابقين وتتركب مخروطاتها من مواد الحطام الصخري ومن تدفقات اللافا التي يخرجها البركان حين تهدأ ثورته.
وتكوّن اللوافظ التي تخرج من البركان أثناء الانفجارات المتتابعة طبقات بعضها فوق بعض ، ويتألف قسم منها من مواد خشنة والقسم الآخر من مواد دقيقة ، وبين هذا وذاك تتداخل الحمم في هيئة أشرطة قليلة السماكة. وينشأ نوع من الطباقية في تركيب المخروط ويمثل بركان مايون هذا الشكل و هو أكثر براكين جزر الفليبين نشاطا في الوقت الحاضر.
والبراكين الدائمة الثوران Active قليلة جداً على سطح الأرض، ومنها بركان سترمبولي Stromboli، في جزر ليباري، قرب جزيرة صقلية، المعروف بمنارة حوض البحر المتوسط. أمّا البراكين المتقطعة الثوران أو الهادئة نسبياً Dormant فهي الشائعة على سطح الأرض، حيث يخمد النشاط البركاني فترة من الزمن، ثم يتجدد في خلال فترة أخرى، ومنها بركان أتنا Etna في جزيرة صقلية. وهناك البراكين الخامدة Extinct، والتي خمد فيها النشاط البركاني تماماً منذ فترة طويلة، وأصبحت عرضة لنحت عوامل التعرية، التي تنحت جوانب المخروط البركاني؛ ومن أمثلة الهياكل البركانية: شيبروك Shiprock في المكسيك، و برج الشيطان( Devil's Tower)، في ولاية وايومنغ في الولايات المتحدة الأميركية.
و تكون المواد المنصهرة عندما تنبثق من باطن الأرض إلى سطحها على شكل مخروطيات هرمية (براكين)، أو على شكل اغطية من الحمم( Lava Sheets)، تنساب على سطح الأرض، هضاباً بركانية.( Volcanic Plateaus)
التوزيع الجغرافي للبراكين
يتمثل أعظم وجود للبراكين في النطاق الذي يُحيط بمعظم سواحل المحيط الهادي، والمعروف باسم حلقة النار Ring of Fire . ويُقدر عدد البراكين الثائرة هناك بنحو 300 بركان، أي ما يُعادل 60% من عدد البراكين الثائرة والنشيطة في العالم. وتظهر البراكين، في اماكن أخرى ثانوية تتمثل في:
بعض الجزر المحيطة بالمحيط الهادي نفسه، كما هو الحال بالنسبة الى براكين جزر هاواي، وجزر جلاباجوس Galapagos، وجزر جوان فرناندير Juan Fernender ، وجزر سومطره Sumatra وجاوه Jawa.و هنالك محيط براكين حوض البحر المتوسط و جزر البحر الكاريبي و الأخدود الأفريقي العظيم، و جزيرة أيسلندة.
ومن الغريب أن الإنسان لم يعزف عن السكن بجوار البراكين ليكون في مأمن من أخطارها ، بل يقطن بالقرب منها ، و حتى على منحدراتها أيضا. فبركان فيزوف تحيط به القرى والمدن وتغطيه حدائق الفاكهة وبساتين الكروم وجميعها تنتشر على جوانبه و حتى قرب قمته. وتقوم الزراعة أيضا على منحدرات بركان (أثنا) في جزيرة صقلية حتى ارتفاع 1200 م في تربة خصيبة تتكون من البازلت الأسود الذي نشأ في المنطقة أثناء العصور التاريخية.
وهذه البراكين لا ترحم إذ تثور من وقت الى آخر فتدمر قرية أو أخرى ويمكن للسائر على طول الطريق الرئيسي فوق السفوح السفلى من بركان أثنا وعند نهاية تدفق الحمم ان يرى شواهد أبدية تشير إلى الخطر الدائم المحدق بالمنطقة.
وتشتهر جزيرة جاوه ببراكينها الثائرة النشطة والتي تفوق كل براكين العالم في كمية الطفوح واللوافظ التي انبثقت منها منذ عام 1500 ومع هذا نجد الجزيرة تغص بالسكان ، فهي أكثف جهات العالم الزراعية سكانا بالنسبة الى مساحتها ويسكنها نحو 75 مليون شخص ويرجع ذلك كما أسلفنا إلى خصوبة التربة البركانية، وقد أقيمت فيها مصلحة للبراكين وظيفتها التنبؤ بحدوث الانفجارات البركانية وتحذير السكان قبل ثورانها لتلافي أخطارها