Sci - nature wiki

لماذا كان ثوران تونغا عنيفًا للغاية ، وماذا تتوقع بعد ذلك

0

تمت إعادة طباعة المقال التالي بإذن من المحادثةالمحادثة ، وهي نشرة على الإنترنت تغطي أحدث الأبحاث.

لا تجذب مملكة تونغا غالبًا الانتباه العالمي ، ولكن ثورانًا عنيفًا لبركان تحت الماء في 15 يناير أدى إلى انتشار موجات الصدمة ، بالمعنى الحرفي للكلمة ، حول نصف العالم.

عادة ما يكون البركان ليس كثيرًا للنظر إليه. وتتكون من جزيرتين صغيرتين غير مأهولتين ، هنغاجا-هاباي وهونغا تونغا ، ترتفعان حوالي 100 متر فوق مستوى سطح البحر على بعد 65 كيلومترًا شمال نوكوالوفا عاصمة تونجا. لكن يختبئ تحت الأمواج بركان هائل يبلغ ارتفاعه حوالي 1800 متر وعرضه 20 كم.

اندلع بركان هنغانا – تونغا – هونغغا – هاباي بانتظام على مدى العقود القليلة الماضية. خلال أحداث عامي 2009 و 2014/15 ، انفجرت نفاثات ساخنة من الصهارة والبخار عبر الأمواج. لكن هذه الانفجارات كانت صغيرة ، وتضاءل حجمها بحلول أحداث يناير 2022.

يشير بحثنا في هذه الانفجارات السابقة إلى أن هذا هو أحد الانفجارات الهائلة التي يستطيع البركان إنتاجها كل ألف عام تقريبًا.

لماذا تكون ثورات البركان شديدة الانفجار ، بالنظر إلى أن مياه البحر يجب أن تبرد الصهارة؟

إذا ارتفعت الصهارة إلى مياه البحر ببطء ، حتى عند درجات حرارة حوالي 1200 ℃ ، فإن طبقة رقيقة من البخار تتشكل بين الصهارة والماء. يوفر هذا طبقة من العزل للسماح للسطح الخارجي للصهارة بالتبريد.

لكن هذه العملية لا تنجح عندما تنفجر الصهارة من الأرض المليئة بالغاز البركاني. عندما تدخل الصهارة الماء بسرعة ، تتعطل أي طبقات بخار بسرعة ، مما يجعل الصهارة الساخنة في اتصال مباشر مع الماء البارد.

يسمي باحثو البراكين هذا “التفاعل بين الوقود المبرد” وهو مشابه للانفجارات الكيماوية على مستوى الأسلحة. الانفجارات العنيفة للغاية تمزق الصهارة. يبدأ التفاعل المتسلسل ، مع شظايا الصهارة الجديدة التي تعرض الأسطح الداخلية الساخنة الساخنة للماء ، وتتكرر الانفجارات ، مما يؤدي في النهاية إلى إخراج الجزيئات البركانية والتسبب في انفجارات بسرعات تفوق سرعة الصوت.

مقياسين من ثوران بركان هونغ

أحدث ثوران 2014/2015 مخروطًا بركانيًا ، وانضم إلى جزيرتي هنغه القديمتين لإنشاء جزيرة مشتركة يبلغ طولها حوالي 5 كيلومترات. زرنا في عام 2016 ، واكتشفنا أن هذه الانفجارات التاريخية كانت مجرد ستارة للحدث الرئيسي.

رسم خريطة لقاع البحر ، اكتشفنا “كالديرا” مخفية على عمق 150 مترًا تحت الأمواج.

كالديرا عبارة عن منخفض يشبه فوهة البركان يبلغ قطره حوالي 5 كيلومترات. تحدث الانفجارات الصغيرة (كما في عامي 2009 و 2014/15) بشكل رئيسي على حافة كالديرا ، لكن الانفجارات الكبيرة جدًا تأتي من كالديرا نفسها. هذه الانفجارات الكبيرة كبيرة جدًا بحيث ينهار الجزء العلوي من الصهارة المتفجرة إلى الداخل ، مما يؤدي إلى تعميق كالديرا.

بالنظر إلى كيمياء الانفجارات السابقة ، نعتقد الآن أن الانفجارات الصغيرة تمثل نظام الصهارة الذي يعيد شحن نفسه ببطء للاستعداد لحدث كبير.

وجدنا دليلاً على انفجارين بركانيين كبيرين في الماضي من هونججا كالديرا في رواسب على الجزر القديمة. قمنا بمطابقة هذه المواد كيميائيًا مع رواسب الرماد البركاني في أكبر جزيرة مأهولة في تونجاتابو ، على بعد 65 كيلومترًا ، ثم استخدمنا تواريخ الكربون المشع لإظهار أن ثورات كالديرا الكبيرة تحدث منذ 1000 عام تقريبًا ، وآخرها في 1100 ميلادي.

مع هذه المعرفة ، يبدو أن ثوران 15 كانون الثاني (يناير) كان في الموعد المحدد لـ “انفجار كبير”.

ما يمكن أن نتوقع حدوثه الآن

ما زلنا في منتصف هذا التسلسل البركاني الرئيسي ولا تزال العديد من الجوانب غير واضحة ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الجزيرة محجوبة حاليًا بواسطة سحب الرماد.

كانت الانفجارات السابقة في ديسمبر 2021 و 13 يناير 2022 ذات حجم معتدل. لقد أنتجوا سحبًا يصل ارتفاعها إلى 17 كيلومترًا وأضفوا أرضًا جديدة إلى الجزيرة المشتركة 2014/15.

وقد أدى الانفجار الأخير إلى تصعيد نطاق العنف. عمود الرماد بالفعل يبلغ ارتفاعه حوالي 20 كم. والأمر الأكثر لفتًا للنظر أنه انتشر تقريبًا بشكل مركزي على مسافة حوالي 130 كيلومترًا من البركان ، مكونًا عمودًا بقطر 260 كيلومترًا ، قبل أن تتشوه بفعل الرياح.

يوضح هذا قوة تفجيرية هائلة – قوة لا يمكن تفسيرها من خلال تفاعل الصهارة والمياه فقط. إنه يظهر بدلاً من ذلك أن كميات كبيرة من الصهارة الطازجة المشحونة بالغاز قد اندلعت من كالديرا.

كما تسبب الثوران في حدوث تسونامي في جميع أنحاء تونغا وفيجي المجاورة وساموا. قطعت موجات الصدمة عدة آلاف من الكيلومترات ، وشوهدت من الفضاء ، وسجلت في نيوزيلندا على بعد حوالي 2000 كيلومتر. بعد فترة وجيزة من بدء الثوران ، حُجبت السماء في تونغاتابو ، وبدأ الرماد في التساقط.

تشير كل هذه العلامات إلى أن الهنغسا كالديرا الكبيرة قد استيقظت. تتولد موجات تسونامي عن موجات الصدمة الجوية والمحيطية المقترنة أثناء الانفجارات ، ولكنها تحدث أيضًا بسهولة بسبب الانهيارات الأرضية تحت سطح البحر وانهيارات كالديرا.

يبقى من غير الواضح ما إذا كانت هذه هي ذروة الثوران. إنه يمثل إطلاقًا كبيرًا لضغط الصهارة ، والذي قد يستقر في النظام.

ومع ذلك ، يكمن التحذير في الرواسب الجيولوجية من ثورات البركان السابقة. تُظهر هذه التسلسلات المعقدة أن كل من حلقات ثوران كالديرا الرئيسية التي استمرت 1000 عام اشتملت على العديد من أحداث الانفجار المنفصلة.

ومن ثم يمكن أن نكون لعدة أسابيع أو حتى سنوات من الاضطرابات البركانية الكبرى من بركان هنغا – تونغا – هونغغا – هاباي. من أجل شعب تونغا آمل ألا يحدث ذلك.

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. اقرأ المقال الأصلي.

Leave A Reply

Your email address will not be published.